第1章 礦內(nèi)空氣

1李為民LDYLWMZY@126.co井通風(fēng)與安全

MineVentilationandSafety

四川科技職工大學(xué)多媒體教學(xué)課件安全工程系2課程體系與學(xué)習(xí)方法一、教學(xué)參考書張國樞《通風(fēng)安全學(xué)》王德明《礦井通風(fēng)與安全》黃元平《礦井通風(fēng)》趙以蕙《礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)》俞啟香《礦井瓦斯防治》李學(xué)誠等《中國礦井通風(fēng)工程圖集》3課程體系與學(xué)習(xí)方法二、學(xué)習(xí)方法課程教學(xué)與實驗結(jié)合課程設(shè)計與現(xiàn)場實習(xí)結(jié)合三、基礎(chǔ)課程（流體力學(xué)、傳熱學(xué)）四、考試要求評定成績：期末考試成績?yōu)闇士荚嚪秶浩綍r復(fù)習(xí)思考題4礦井通風(fēng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展1640自然通風(fēng)1650回風(fēng)線路設(shè)置火爐（熱風(fēng)壓）1849蒸汽離心式通風(fēng)機1898電力軸流式通風(fēng)機1862關(guān)于煤自燃的文章1813安全油燈檢查O2、CH4、CO21960s風(fēng)流環(huán)境參數(shù)監(jiān)測1970s電子計算機應(yīng)用5早期的通風(fēng)裝置：人踩風(fēng)箱鼓風(fēng)風(fēng)箱管道踏板6早期的通風(fēng)裝置：馬踩輪子通風(fēng)7

早期的通風(fēng)裝置：馬轉(zhuǎn)圈通風(fēng)8現(xiàn)代化的局部通風(fēng)機9現(xiàn)代化的主要通風(fēng)機10通風(fēng)機巷道網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)設(shè)施11第1章礦內(nèi)空氣12第1章礦內(nèi)空氣1.1礦內(nèi)空氣成分及其基本性質(zhì)

1.2礦內(nèi)空氣的主要物理參數(shù)

1.3礦井氣候

13學(xué)習(xí)目標、重點與難點學(xué)習(xí)目標1、礦內(nèi)空氣的主要成分2、井下常見的有害氣體3、礦內(nèi)空氣的主要物理參數(shù)4、礦井的氣候條件，礦內(nèi)空氣的溫度、濕度，風(fēng)速，礦內(nèi)氣候參數(shù)的測定。重點與難點1、礦內(nèi)空氣主要成分及其性質(zhì)2、井下常見的有害氣體、來源及最高允許濃度

3、礦井的氣候條件（溫度、濕度，風(fēng)速）14第1章礦內(nèi)空氣礦井通風(fēng)的任務(wù)和目的:

連續(xù)供給井下新鮮空氣,供人呼吸,并排除井下有毒有害氣體與礦塵,創(chuàng)造良好的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境,確保井下人員健康與安全.礦井通風(fēng)系統(tǒng)：通常被稱為礦井的心臟與動脈。礦井通風(fēng)是保障礦井安全的最主要技術(shù)手段之一。15進風(fēng)井筒主要通風(fēng)機回風(fēng)井風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)窗回風(fēng)巷進風(fēng)巷密閉墻風(fēng)橋工作面輔助通風(fēng)機簡化的通風(fēng)系統(tǒng)立體圖進風(fēng)巷風(fēng)流161.1礦內(nèi)空氣成分及其基本性質(zhì)1.1.1礦內(nèi)空氣的主要成分1.1.2礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體□171.1礦內(nèi)空氣成分及其基本性質(zhì)1.1.1礦內(nèi)空氣的主要成分

井下空氣的主要來源是地面空氣。地面空氣是由多種氣體組成的干空氣和水蒸汽組合而成的混合氣體。通常狀況下，干空氣各組分的數(shù)量基本不變。在混合氣體中，水蒸汽的濃度隨地區(qū)和季節(jié)而變化，其平均濃度約為1%；此外還含有塵埃和煙霧等雜質(zhì)。18表1-1-1干空氣主要成分氣體成分按體積計/%按質(zhì)量計/%氮氣（N2）78.1375.71氧氣（O2）20.9023.17二氧化碳（CO2）0.030.05氬氣（Ar）0.930.91其它（水蒸汽、惰性稀有氣體和微量的灰塵與微生物等）0.010.16191.1.1礦內(nèi)空氣的主要成分 地面空氣進入礦井以后，由于受到污染，其成分和性質(zhì)要發(fā)生一系列的變化，如氧濃度降低，二氧化碳濃度增加。一般來說，將井巷中經(jīng)過用風(fēng)地點以前、受污染程度較輕的進風(fēng)巷道內(nèi)的空氣稱為新鮮空氣（新風(fēng)）；經(jīng)過用風(fēng)地點以后、受污染程度較重的回風(fēng)巷道內(nèi)的空氣，稱為污濁空氣（乏風(fēng)）。礦內(nèi)空氣主要成分除氧氣（O2）、氮氣（N2）、二氧化碳（CO2）、水蒸汽（H2O）以外，有時還混入一些有害氣體，如瓦斯（CH4）、一氧化碳（CO）、硫化氫（H2S）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、氨氣（NH3）、氫氣（H2）和礦塵等。201.1.1礦內(nèi)空氣的主要成分 （1）氧氣（O2）氧氣是維持人體正常生理機能所需要的氣體。人類在生命活動過程中，必須不斷吸入氧氣，呼出二氧化碳。人體維持正常生命過程所需的氧氣量，取決于人的體質(zhì)、精神狀態(tài)和勞動強度等?？諝庵醒醯臐舛葘θ说慕】涤绊懞艽蟆Ｗ钣欣诤粑难鯘舛葹?1%左右；當(dāng)空氣中的氧濃度降低時，人體就可能產(chǎn)生不良的生理反應(yīng)，出現(xiàn)種種不舒適的癥狀，嚴重時可能導(dǎo)致缺氧死亡。21人體需氧量與勞動強度的關(guān)系勞動強度呼吸空氣量/L·min-1氧氣消耗量/L·min-1休息６～１５0.2～0.4輕勞動２０～２５0.6～１.0中度勞動３０～４０1.2～１.6重勞動４０～６０1.8～2.4極重勞動４０～８０2.5～3.022氧濃度（體積）/%主要癥狀17靜止時無影響，工作時能引起喘息和呼吸困難15呼吸及心跳急促，耳鳴目眩，感覺和判斷能力降低，失去勞動能力10～12失去理智，時間稍長有生命危險6～9失去知覺，呼吸停止，如不及時搶救幾分鐘內(nèi)可能導(dǎo)致死亡當(dāng)空氣中氧濃度降低時，人體就可能產(chǎn)生不良生理反應(yīng)，出現(xiàn)種種不適癥狀，嚴重時可能導(dǎo)致缺氧死亡。人體缺氧癥狀與空氣中氧濃度的關(guān)系23（1）氧氣（O2）礦內(nèi)空氣中氧濃度降低的主要原因人員呼吸煤巖和其他有機物的緩慢氧化煤炭自燃瓦斯、煤塵爆炸煤巖和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體在井下通風(fēng)不良的地點，如果不經(jīng)檢查而貿(mào)然進入，就可能引起人員的缺氧窒息。24《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采掘工作面的進風(fēng)流中氧氣濃度（按體積百分比計算）不得低于20%。為此，必須對礦井進行不斷的通風(fēng)，將適量的新鮮空氣源源不斷地送到井下。這是礦井通風(fēng)最基本的任務(wù)之一。251.1.1礦內(nèi)空氣的主要成分（2）氮氣（N2）氮氣是無色、無味、無臭的惰性氣體，是新鮮空氣中的主要成分，對空氣的相對密度為0.97，它本身無毒、不助燃，也不供呼吸。但空氣中若氮氣濃度升高，則勢必造成氧濃度相對降低，從而也可能導(dǎo)致人員的窒息性傷害。正因為氮氣為惰性氣體，因此又可將其用于井下防滅火和防止瓦斯爆炸。礦井空氣中氮氣主要來源是：地面大氣、井下爆破和生物的腐爛，有些煤巖層中也有氮氣涌出。261.1.1礦內(nèi)空氣的主要成分 （3）二氧化碳（CO2）二氧化碳是無色，略帶酸臭味的氣體，比重為1.52，是一種較重的氣體，很難與空氣均勻混合，故常積存在巷道的底部，在靜止的空氣中有明顯的分界。二氧化碳不助然也不能供人呼吸，易溶于水，生成碳酸，使水溶液成弱酸性，對眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。在新鮮空氣中含有微量的二氧化碳對人體是無害的，但如果空氣中完全不含有二氧化碳，則人體的正常呼吸功能就不能維持。27二氧化碳對人呼吸的影響在搶救遇難者進行人工輸氧時，往往要在氧氣中加入5%的二氧化碳，以刺激遇難者的呼吸機能。當(dāng)空氣中二氧化碳的濃度過高時，也將使空氣中的氧濃度相對降低，輕則使人呼吸加快，呼吸量增加，嚴重時也可能造成人員中毒或窒息。（3）二氧化碳（CO2）281-3二氧化碳中毒癥狀與濃度的關(guān)系二氧化碳濃度（體積）/%主要癥狀1呼吸加深，但對工作效率無明顯影響3呼吸急促，心跳加快，頭痛，人體很快疲勞5呼吸困難，頭痛，惡心，嘔吐，耳鳴6嚴重喘息，極度虛弱無力7～9動作不直協(xié)調(diào)，大約十分鐘可發(fā)生昏迷9～11數(shù)分鐘內(nèi)可導(dǎo)致死亡29礦井空氣中二氧化碳的主要來源煤和有機物的氧化；人員呼吸；碳酸性巖石分解；炸藥爆破；煤炭自然；瓦斯、煤塵爆炸等。此外，有的煤層和巖層中也能長期過續(xù)地放出二氧化碳，有的甚至能與煤巖粉一起突然大量噴出，給礦井帶來極大的危害。（3）二氧化碳（CO2）30《規(guī)程》規(guī)定采掘工作面的進風(fēng)流中，CO2不超過0.5%。采區(qū)回風(fēng)巷和采掘工作面回風(fēng)巷回風(fēng)流中二氧化碳濃度達到1.5%時，必須停止工作，撤出人員，查明原因，制定措施，進行處理。總回風(fēng)巷或一翼回風(fēng)巷中，二氧化碳超過0.75%時，必須查明原因，進行處理。（3）二氧化碳（CO2）311.1礦內(nèi)空氣成分及其基本性質(zhì)1.1.2礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體礦井常見的有害氣體有一氧化碳、硫化氫、二氧化氮、二氧化硫、氨氣、瓦斯等。下面分別介紹。321.1.2礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體（1）一氧化碳（CO）CO是一種無色、無味、無臭的氣體，相對對密度為0.97,微溶于水,能與空氣均勻地混合。CO能燃燒，濃度在13～75%時有爆炸的危險；CO與人體血液中血紅素的親合力比氧大150～300倍（血紅素是人體血液中攜帶氧氣和排出二氧化碳的細胞）。一旦CO進入人體后，首先就與血液中的血紅素相結(jié)合，因而減少了血紅素與氧結(jié)合的機會，使血紅素失去輸氧的功能，從而造成人體血液“窒息”。33一氧化碳中毒癥狀與濃度的關(guān)系CO濃度（體積）/%主要癥狀0.022～3小時內(nèi)可能引起輕微頭痛0.0840分鐘內(nèi)出現(xiàn)頭痛,眩暈和惡心。2小時內(nèi)發(fā)生體溫和血壓下降，脈搏微弱，出冷汗，可能出現(xiàn)昏迷。0.325～10分鐘內(nèi)出現(xiàn)頭痛，眩暈。半小時內(nèi)可能出現(xiàn)昏迷并有死亡危險。1.28幾分鐘內(nèi)出現(xiàn)昏迷和死亡。34（1）一氧化碳（CO）礦內(nèi)CO的來源與允許濃度空氣中一氧化碳的主要來源有：礦內(nèi)爆破作業(yè)、煤炭自燃及發(fā)生火災(zāi)或煤塵、瓦斯爆炸時都能產(chǎn)生一氧化碳《規(guī)程》規(guī)定:礦內(nèi)空氣中CO濃度不得超過0.0024%。351.1.2礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體（2）硫化氫（H2S）硫化氫無色、微甜、有濃烈的臭雞蛋味，當(dāng)空氣中濃度達到0.0001%即可嗅到，但當(dāng)濃度較高時，因嗅覺神經(jīng)中毒麻痹，反而嗅不到。硫化氫對空氣的相對密度為1.19，易溶于水，在常溫、常壓下一個體積的水可溶解2.5個體積的硫化氫，所以它可能積存于舊巷的積水中。硫化氫能燃燒，空氣中硫化氫濃度為4.3%～45.5%時有爆炸危險。硫化氫有劇毒，有強烈的刺激作用，不但能引起鼻炎、氣管炎和肺水腫；而且還能阻礙生物的氧化過程，使人體缺氧。當(dāng)空氣中硫化氫濃度較低時主要以腐蝕刺激作用為主；濃度較高時能引起人體迅速昏迷或死亡，腐蝕刺激作用往往不明顯。硫化氫中毒癥狀與濃度的關(guān)系如表1-1-5所示。36表1-1-5H2S中毒癥狀與濃度的關(guān)系硫化氫濃度/%主要癥狀0.0025～0.003有強烈臭味0.005～0.011～2h內(nèi)出現(xiàn)眼及呼吸道刺激癥狀,臭味“減弱”或“消失”0.015～0.02出現(xiàn)惡心，嘔吐，頭暈，四肢無力，反應(yīng)遲鈍。眼和呼吸道有強烈刺激癥狀0.035～0.0450.5～1h內(nèi)出現(xiàn)嚴重中毒,可發(fā)生肺炎、支氣管炎及肺水腫，有死亡危險。0.06～0.07很快昏迷，短時間內(nèi)死亡。37井下H2S的來源與允許濃度井下空氣中H2S的主要來源：有機物腐爛；含硫礦物的水解；礦物氧化和燃燒；從老空區(qū)和廢舊巷道積水中放出；我國有些礦區(qū)煤層中也有硫化氫涌出。《規(guī)程》規(guī)定：井下空氣中H2S含量不得超過0.00066%。38

2003年12月23日22時左右，重慶市開縣高橋鎮(zhèn)的川東北氣礦16H井發(fā)生特大井噴事故，造成243人死亡。3940（3）二氧化氮（NO2）二氧化氮是一種褐紅色的氣體,有強烈的刺激氣味,相對密度為1.59,易溶于水.二氧化氮溶于水后生成腐蝕性很強的硝酸,對眼睛、呼吸道粘膜和肺部組織有強烈的刺激及腐蝕作用，嚴重時可引起肺水腫。二氧化氮中毒有潛伏期，有的在嚴重中毒時尚無明顯感覺，還可堅持工作。但經(jīng)過6～24小時后發(fā)作，中毒者指頭出現(xiàn)黃色斑點，并出現(xiàn)嚴重的咳嗽、頭痛、嘔吐甚至死亡。二氧化氮中毒癥狀與濃度的關(guān)系如表1-1-6所示。41二氧化氮中毒癥狀與濃度的關(guān)系二氧化氮（體積）/%主要癥狀0.0042～4小時內(nèi)可出現(xiàn)咳嗽癥狀。0.006短時間內(nèi)感到喉嚨刺激，咳嗽，胸疼。0.01短時間內(nèi)出現(xiàn)嚴重中毒癥狀，神經(jīng)麻痹，嚴懲咳嗽，惡心，嘔吐。0.025短時間內(nèi)可能出現(xiàn)死亡。42（3）二氧化氮（NO2）二氧化氮的來源與允許濃度礦內(nèi)空氣中二氧化氮的主要來源：井下爆破工作?！兑?guī)程》規(guī)定，氮氧化合物不得超過0.00025%。431.1.2礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體（4）二氧化硫（SO2）二氧化硫為無色氣體，具有強烈的硫磺氣味及酸味，對空氣的相對密度為1.4337，易積聚在巷道底部，易溶于水。二氧化硫與水后生成硫酸,對呼吸器官有腐蝕作用,使用喉嚨和支氣管發(fā)炎,呼吸麻痹,嚴重時引起肺病水腫,當(dāng)空氣中含二氧化硫為0.0005%時,嗅覺器官能聞到刺激味。0.002%時,有強烈的刺激,可引起頭痛和喉痛。0.05%時，引起急性支氣管炎和肺水腫，短期間內(nèi)即死亡。44（4）二氧化硫（SO2）二氧化硫的來源與允許濃度礦內(nèi)含硫礦物氧化、燃燒及在含硫礦物中爆破都會產(chǎn)生二氧化硫，有時含硫礦層也涌出二氧化硫?！兑?guī)程》規(guī)定礦內(nèi)空氣中二氧化硫最高容許濃度為0.0005%。451.1.2礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體（5）氨氣（NH3）氨氣為無色、有劇毒的氣體，對空氣的相對密度為0.59，易溶于水，對人體有毒害作用《規(guī)程》規(guī)定，礦內(nèi)最大容許濃度為0.004%(3mg/m3)。但當(dāng)其濃度達到0.0l%時就可嗅到其特殊臭味。氨氣主要在礦內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故時產(chǎn)生。461.1.2礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體（6）瓦斯（CH4）瓦斯的主要成分是甲烷（CH4），甲烷是一種無色、無味、無臭的氣體，對空氣的相對密度為0.55，難溶于水，擴散性較空氣高1.6倍。雖然無毒，但當(dāng)濃度較高時，會引起窒息。不助燃，但在空氣中具有一定濃度（5~16%）并遇到高溫（650～750℃）時能引起爆炸?！兑?guī)程》規(guī)定，工作面進風(fēng)流中CH4的濃度不能大于0.5%，采掘工作面和采區(qū)的回風(fēng)流中CH4的濃度不能大于1.0%，礦井和一翼的總回風(fēng)流中，CH4最高容許濃度為0.75%。WHY471.1.2礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體（7）氫氣（H2）氫氣無色無味，具有爆炸性，在礦井火災(zāi)或爆炸事故中和井下充電硐室均會產(chǎn)生，其最高容許濃度為0.5%。481.1.2礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體（8）其它有害物質(zhì)礦內(nèi)空氣除了上述有害氣體外，還含有其他一些有害物質(zhì)，如在采掘生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的煤和巖石的細微顆粒(統(tǒng)稱為礦塵)。礦塵對礦內(nèi)空氣的污染不容忽視，它對礦井生產(chǎn)和人體都有嚴重危害。煤塵能引起爆炸，粉塵特別是呼吸性粉塵能引起礦工塵肺病。因此《規(guī)程》對作業(yè)場所空氣中粉塵（總粉塵、呼吸性粉塵）濃度作了如表1-1-7的規(guī)定。49表1-1-7作業(yè)場所空氣中粉塵濃度標準粉塵中游離SiO2含量（%）最高允許濃度/mg/m3總粉塵呼吸性粉塵＜10103.510～＜502150～＜8020.5≥8020.3501.2礦內(nèi)空氣的主要物理參數(shù)1.2.1密度1.2.2比容1.2.3粘度1.2.4比熱□511.2礦內(nèi)空氣的主要物理參數(shù)1.2.1密度單位體積空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度，用符號ρ表示?？諝饪梢钥醋魇蔷|(zhì)氣體，故：式中M——空氣的質(zhì)量，kg；

V——空氣的體積，m3

；

ρ——空氣的密度，kg／m3；一般地說，當(dāng)空氣的溫度和壓力改變時，其體積會發(fā)生變化。所以空氣的密度是隨溫度、壓力而變化的，從而可以得出空氣的密度是空間點坐標和時間的函數(shù)。如在大氣壓P0為101325Pa、氣溫為0℃(273．15K)時，干空氣的密度ρ0為1．293kg／m3。52濕空氣的密度是1m3空氣中所含干空氣質(zhì)量和水蒸氣質(zhì)量之和：式中—1m3濕空氣中干空氣的質(zhì)量，kg；

—1m3濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量，kg1.2.1密度53由氣體狀態(tài)方程和道爾頓分壓定律可以得出濕空氣的密度計算公式：式中P—空氣的壓力，Pa；

t—空氣的溫度，℃；

Ps—溫度t時飽和水蒸氣的分壓，Pa；

—相對濕度，用％數(shù)表示。541.2礦內(nèi)空氣的主要物理參數(shù)1.2.2比體積空氣的比體積是指單位質(zhì)量空氣所占有的體積，用符號(m3/kg)表示，比容和密度互為倒數(shù)，它們是一個狀態(tài)參數(shù)的兩種表達方式。則：在礦井通風(fēng)中，空氣流經(jīng)復(fù)雜的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)時，其溫度和壓力將會發(fā)生一系列的變化，這些變化都將引起空氣密度的變化，在不同的礦井這種變化的規(guī)律是不同的。在實際應(yīng)用中，應(yīng)考慮什么情況下可以忽略密度的這種變化，而在什么條件下又是不可忽略的。551.2礦內(nèi)空氣的主要物理參數(shù)1.2.3粘度當(dāng)流體層間發(fā)生相對運動時，在流體內(nèi)部兩個流體層的接觸面上，便產(chǎn)生粘性阻力（內(nèi)摩擦力）以便阻止相對運動，流體具有的這一性質(zhì)，稱作流體的粘性。56例如，空氣在管道內(nèi)以速度u作層流流動時，管壁附近的流速較小，向管道軸線方向流速逐漸增大，如同把管內(nèi)的空氣分成若干薄層，圖1-2-1所示。57當(dāng)流體層間發(fā)生相對運動時，在流體內(nèi)部兩個流體層的接觸面上，便產(chǎn)生粘性阻力(內(nèi)摩擦力)以阻止相對運動，流體具有的這一性質(zhì)，稱作流體的粘性。由牛頓內(nèi)摩擦定律得：式中F--內(nèi)摩擦力，N；

S--流層之間的接觸面積，m2；

--動力粘度(或稱絕對粘度)，Pa.s。58當(dāng)流體處于靜止狀態(tài)或流層間無相對運動時，du／dy=0，則F=0。礦井通風(fēng)中常用運動粘度，用符號(m2／s)表示：式中ρ——氣體的密度，kg/m3流體粘度隨溫度和壓強而變化，由于分子結(jié)構(gòu)及分子運動機理的不同，液體和氣體的變化規(guī)律是截然相反的?？諝夂退恼扯入S溫度的變化規(guī)律如圖1-2-2所示。59圖1-2-2空氣與水的粘性隨溫度的變化60在實際應(yīng)用中，壓力對流體的粘性影響很小，可以忽略。在考慮流體的可壓縮性時常采用動力粘度μ而不用運動粘度。表1-2-1為幾種有關(guān)流體的粘度。流體名稱動力粘度運動粘度空氣1.808×10-51.501×10-5氮氣(N2)1.76×10-51.41×10-5氧氣(O2)2.04×10-51.43×10-5甲烷(CH4)1.08×10-51.52×10-5水1.005×10-31.007×10-6611.2.4比熱為了計算熱力過程的熱交換量，必須知道單位數(shù)量氣體的熱容量或比熱。單位物量的氣體，升高或降低絕對溫度1K時所吸收或放出的熱量稱為比熱。定義式為，kJ/（kg?K）比熱的單位取決于熱量單位和物量單位。表示物量的單位不同，比熱容的單位也不同。通常采用的物量單位：質(zhì)量(kg)、標準容積(Nm3)和千摩爾(kmo1)。因此，相應(yīng)的就有質(zhì)量比熱、容積比熱和摩爾比熱之分。62空氣的比熱比熱溫度-10℃0℃15℃30℃80℃等容比熱

0.70760.71180.71180.71590.7201等壓比熱

0.99651.00061.00061.00061.0009631.3礦井氣候礦井氣候是指礦井空氣的溫度、濕度和風(fēng)速這三個參數(shù)的綜合作用狀態(tài)。這三個參數(shù)的不同組合，便構(gòu)成了不同的礦井氣候條件。礦井氣候條件對井下作業(yè)人員的身體健康和勞動安全有重要的影響?！?41.3礦井氣候1.3.1礦內(nèi)空氣的溫度1.3.2礦內(nèi)空氣的濕度1.3.3風(fēng)速1.3.4礦內(nèi)氣候參數(shù)的測定□651.3礦井氣候1.3.1礦內(nèi)空氣的溫度溫度是氣體狀態(tài)的基本參數(shù)之一。礦內(nèi)空氣溫度是影響礦內(nèi)氣候條件的重要因素。氣溫過高或過低，對人體都有不良的影響。最適宜的礦內(nèi)空氣溫度是15～20℃。絕對溫標（開氏溫標），單位為K；攝氏溫標t，單位為℃。

t=T-273.15≈T-273（1-3-1）66（1）影響礦內(nèi)空氣溫度的主要因素1）巖石溫度

礦內(nèi)空氣的溫度與巖石溫度直接相關(guān)。巖層溫度分為三帶：變溫帶——隨地面氣溫的變化而變化的地帶。夏季巖層從空氣中吸熱而使地溫升高，冬季則相反；恒溫帶——地表下地溫常年不變的地帶。恒溫帶的深度一般為20～30米，恒溫帶的溫度則接近于當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁兀?7（1）影響礦內(nèi)空氣溫度的主要因素增溫帶——恒溫帶以下地帶。隨深度的增加成正比增加，不同深度處的巖層溫度可按式計算：t＝t0+G(Z－Z0)

（1-3-2）式中t0－恒溫帶處巖層的溫度，℃；G－地溫梯度，即巖層溫度隨深度變化率，℃/m，常用百米地溫梯度，即℃/100m；Z－巖層的深度，m；Z0－恒溫帶的深度，m。68（1）影響礦內(nèi)空氣溫度的主要因素2）空氣的壓縮與膨脹

一般垂深每增加100m，其溫度升高1℃；相反，空氣向上流動時，則又因膨脹而降溫，平均每升高100m，溫度下降0.8～0.9℃。3）氧化生熱礦井內(nèi)的有機礦物、坑木、充填材料、油垢、布料等都能氧化發(fā)熱。例如，經(jīng)氧化生成2g二氧化碳時，可使1m3空氣升溫14.5℃。在煤層中的采掘巷道，暴露煤面氧化產(chǎn)生的熱量較大，故回采工作面一般是通風(fēng)系統(tǒng)中溫度最高的區(qū)段。69（1）影響礦內(nèi)空氣溫度的主要因素4）水分蒸發(fā)水分蒸發(fā)時從空氣中吸收熱量，使空氣溫度降低。每蒸發(fā)1g水可吸收2.45kJ(0.585kcal)的熱量，能使1m3空氣降溫1.9℃，可見水的蒸發(fā)對降溫起著重要的作用。5）通風(fēng)強度溫度較低的空氣流經(jīng)巷道或工作面時，能夠吸收熱量，供風(fēng)量越大，吸收熱量越多。因此，加大通風(fēng)強度是降低礦井溫度的主要措施之一。70（1）影響礦內(nèi)空氣溫度的主要因素6）地面空氣溫度的變化地面氣溫對井下氣溫有直接影響，尤其是較淺的礦井，礦內(nèi)空氣溫度受地面氣溫的影響更為顯著。7）地下水的作用礦井地層中如果有高溫?zé)崛蛴袩崴砍鰰r，能使地溫升高，相反，若地下水活動強烈，則地溫降低。8）其它因素如機械運轉(zhuǎn)以及人體散熱等都對井下氣溫有一定影響。特別是隨著機械化程度的不斷提高，機械運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量不能忽視。71（2）井下空氣溫度變