矿井设计原理

矿井气候:矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。这三个参数也称为矿井气候条件的三要素。

矿井空气的降温与加热

随着开采浓度的不断增大，机械化程度日益提高，井下热害愈来愈严重，必须采取空气的降温措施。

北方冬季寒冷矿区，必须采取加热措施，防止井筒结冰而造成提井、运输事故。

微小气候对人体热调节的影响。

1.温度:气温对人体热调节起着主要作用;

2.湿度:湿度大、汗液蒸发困难、人体散热困难，容易导致人体热平衡破坏。

3.风速:空气温度低于人体，风速大，散热量愈多，空气温度高于人体时，人体获得对流热。

4.辐射:影响人体辐射散热的是人体周围物体的表面温度，当周围物体，表面温度高于人体时，人体就得到辐射热。

微气候对人体散热的影响

影响井下气温的因素

影响井下气温变化的主要因素有:1.矿井进风温度;2.井下风流的压缩和膨胀。3.机电设备散热。4.氧化放热;5.人体散热、散湿;6.地下热水散热。7.围岩与井下空气的热交换。

适应于不同作业的卡它度

矿井气候对人体热平衡的影响

新陈代谢是人类生命活动的基本过程之一。人体散热主要是通过人体皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种基本形式进行的。

对流散热取决于周围空气的温度和流速;

辐射散热主要取决于环境温度;

蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。

人体热平衡关系式:

qm-qw=qd+qz+qf+qch

qm--人体在新陈代谢中产热量，取决于人体活动量;

qW--人体用于做功而消耗的热量，qm-qw人体排出的多余热量;

qd--人体对流散热量，低于人体表面温度，为负，否则，为正;

qz--汗液蒸发或呼出水蒸气所带出的热量;

qf--人体与周围物体表面的辐谢散热量，可正，可负;

qch--人体由热量转化而没有排出体外的能量;人体热平衡时，qch=0;

当外界环境影响人体热平衡时，人体温度升高qch>0，人体温度降低， qch<0

矿井气候条件的三要素是影响人体热平衡的主要因素。

空气温度:对人体对流散热起着主要作用。

相对湿度:影响人体蒸发散热的效果。

风速:影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。对流换热强度随风速而增大。同时湿交换效果也随风速增大而加强。如有风的天气，凉衣服干得快。

衡量矿井气候条件的指标

1、干球温度 干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。 特点:在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏。指标比较简单，使用方便。但这个指标只反映了气温对矿井气候条件的影响，而没有反映出气候条件对人体热平衡的综合作用。

2、湿球温度 湿球温度这个指标可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响，比干球温度要合理些。但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响。3.等效温度 等效温度定义为湿空气的焓与比热的比值。它是一个以能量为基础来评价矿井气候条件的指标。

4、同感温度 同感温度(也称有效温度)是1923年由美国采暖工程师协会提出的。这个指标是通过实验，凭受试者对环境的感觉而得出的同感温度计算图。

5、卡他度 卡他度是1916年由英国L.希尔等人提出的。卡他度用卡他计测定。 卡他度分为:干卡他度、湿卡他度 干卡他度:反映了气温和风速对气候条件的影响，但没有反映空气湿度的影响。为了测出温度、湿度和风速三者的综合作用效果， K d=41.868F/t W/m 湿卡他度(Kw):是在卡他计贮液球上包裹上一层湿纱布时测得的卡他度，其实测和计算方法完全与干卡他度相同。

矿井气候条件的安全标准

我国现行评价矿井气候条件的指标是干球温度。1982年国务院颁布的《矿山安全条例》第53条规定，矿井空气最高容许干球温度为28℃。

来自地面的新鲜空气和井下产生的有害气体和浮尘的总称

新鲜空气:井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气

污浊空气:通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气

矿井空气中常见有害气体:一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、氨气(NH3)、氢气(H2)等。