礦井空氣的檢測(cè)一、 教學(xué)目的要求：1、 熟悉礦井空氣的主要成分；2、 熟悉礦井空氣中的有毒有害氣體，掌握有毒有害氣體的檢測(cè)；3、 熟悉礦井空氣的物理參數(shù)和礦井氣候條件，掌握礦井各氣候條件的檢測(cè)；4、 掌握礦井空氣風(fēng)速的測(cè)定。二、 相關(guān)內(nèi)容：地面空氣進(jìn)入礦井以后被稱為礦井空氣。因此，礦井空氣來源于地面空氣。但是地面空氣進(jìn)入井下后，會(huì)受到井下各種自然因素和生產(chǎn)過程的影響，在成分和性質(zhì)上發(fā)生了很大變化，一旦礦井空氣中的有毒有害氣體超出安全濃度，或者礦井氣候條件惡化，將對(duì)井下工作人員的生命安全和身體健康造成極大危害，因此必須引起高度重視。為保障井下工作人員的身體健康和保證安全生產(chǎn)，必須使礦井空氣的質(zhì)量符合要求，必須創(chuàng)造良好的礦井氣候條件。一、礦井空氣的主要成分地面空氣主要由氧、氮、二氧化碳、氫、氖和其他一些微量氣體組成，如圖3-1所示。嚀氣(23.23%)口二氧化碳等(0.06%)嚀氣(23.23%)口二氧化碳等(0.06%)b)圖3-1地面空氣的組成a)按體積計(jì)b)按質(zhì)量計(jì)礦井空氣來源于地面空氣。地面空氣進(jìn)入礦井后，在成分和性質(zhì)上發(fā)生一系列變化：含氧量降低；混入各種有毒有害氣體；混入礦塵；礦井空氣的溫度、濕度和壓力也發(fā)生變化。礦井空氣的主要成分仍然是氧、氮和二氧化碳，此外還有少量的有毒有害氣體。1、礦井空氣中的有毒有害氣體礦井空氣中常見的有毒有害氣體有一氧化碳(CO)，二氧化氮(NO2)，二氧化硫(SO2)、硫化氫(gs)、甲烷(ch「、氨氣(NH3)、氫氣(H2)。在一般情況下，礦井空氣中有毒有害氣體的來源、性質(zhì)、密度、特點(diǎn)、危害、中毒特征、防治措施及安全濃度見表3-1。由于各礦的條件不一樣，所以礦井空氣中有毒有害氣體的種類和數(shù)量也不完全一樣。

表31有毒有害氣體的來源、性質(zhì)、密度、特點(diǎn)、危害、中毒特征、防治措施及安全濃度名稱來源性質(zhì)密度特點(diǎn)危害中毒特征防治措施安全濃度甲烷(CH4)煤巖層涌出無色、無臭、無味0.554燃爆爆炸事故窒息死亡頭痛、頭暈、面部潮紅、體溫升高、呼吸急促加強(qiáng)通風(fēng)技術(shù)措施<0.5(采掘進(jìn)風(fēng))<1%(采掘地點(diǎn))0.75%(總回風(fēng))_氧化碳(CO)涌出、氧化、爆破、爆炸、火災(zāi)無色、無臭、無味0.967燃爆、劇毒爆炸事故中毒死亡嘴唇呈桃紅色，兩頰有紅色斑點(diǎn)加強(qiáng)通風(fēng)技術(shù)措施<0.0024%硫化氫(H2S)涌出、分解、自燃無色、微甜、臭雞蛋味1.177燃爆、劇毒爆炸事故中毒死亡頭痛、嘔吐、無力、流唾液鼻涕加強(qiáng)通風(fēng)技術(shù)措施<0.00066%二氧化硫(SO2)涌出、氧化、爆破、爆炸、火災(zāi)無色、酸味、碗磺刺激味2.212劇毒剌激眼呼吸系統(tǒng)中毒死亡紅眼咳嗽、流淚喉痛加強(qiáng)通風(fēng)技術(shù)措施<0.0005%二氧化氮(NO2)爆破工作淺紅褐色，無臭、無味1.588劇毒刺激肺呼吸系統(tǒng)中毒死亡吐黃痰，指甲、頭發(fā)變黃加強(qiáng)通風(fēng)技術(shù)措施<0.00025%氨氣(NH3)分解、自燃無色、劇臭、無味0.588有毒刺激眼、皮膚、呼吸系統(tǒng)咽痛咳嗽、胸悶惡心、呼吸困難加強(qiáng)通風(fēng)<0.004%氧氣(H2)涌出、電解無色、無臭、無味0.069燃爆窒息死亡加強(qiáng)通風(fēng)<0.5%礦塵作業(yè)過程燃爆塵肺病加強(qiáng)通風(fēng)技術(shù)措沖2、礦井空氣的物理參數(shù)基本參數(shù)質(zhì)量用符號(hào)m表示，單位是kg。重量用符號(hào)G表示，單位是N。質(zhì)量和重量的關(guān)系是：G=mg，g=9.81m/s 基本方法：把在井下采取的氣體樣本送到地面化驗(yàn)室進(jìn)行分析；。 基本方法：把在井下采取的氣體樣本送到地面化驗(yàn)室進(jìn)行分析；體積用符號(hào)V表示，單位是m3,cm3。密度用符號(hào)P表示，單位是kg/m3。主要參數(shù)礦井空氣的主要參數(shù)有溫度、壓力和濕度(見表3-2)。礦井空氣主要參教參數(shù)名稱分類符號(hào)溫度絕對(duì)溫度 T單位開爾文,簡(jiǎn)稱開,關(guān)系備注相對(duì)溫度t 度，C描述物體T=t+273.15 冷熱狀態(tài)的物理量絕對(duì)壓力 P抽出式壓力帕斯卡,簡(jiǎn)稱帕Pa相對(duì)壓力 參數(shù)名稱分類符號(hào)溫度絕對(duì)溫度 T單位開爾文,簡(jiǎn)稱開,關(guān)系備注相對(duì)溫度t 度，C描述物體T=t+273.15 冷熱狀態(tài)的物理量絕對(duì)壓力 P抽出式壓力帕斯卡,簡(jiǎn)稱帕Pa相對(duì)壓力 h ?■I：i'：-JL'B—i"""'""""'ft絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力和大氣壓之間的關(guān)系P=P0±h?壓人式取+,抽出式取一由于以真空為零點(diǎn)，所以絕對(duì)壓力總是正值當(dāng)絕對(duì)壓力不變時(shí),相對(duì)壓力將隨當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ淖兓淖兘^對(duì)濕度 fg/m，或

g/kg濕度式中相對(duì)濕度 甲%中=合X100%伊——相對(duì)濕度，％f—空氣中所含水蒸氣量（即絕對(duì)濕度），g/m3F飽一同溫度下的空氣飽和水蒸氣＞,g/m*1234甲=0時(shí)稱為干空氣，屏0時(shí)稱為濕空氣空氣的濕度是指空氣中所含水蒸氣數(shù)量的多少5）儀器儀表使用說明：（1）用取樣氣球在井下現(xiàn)場(chǎng)取樣；（2）在實(shí)驗(yàn)室用色譜分析儀進(jìn)行分析;II、礦井空氣中有毒有害氣體濃度的檢測(cè)方法各種氣體檢定管1）檢測(cè)方法：檢定管檢測(cè)法；2） 基本方法：利用便攜式檢測(cè)儀表在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)空氣中某種氣體的濃度進(jìn)行快速檢測(cè)。以變色深淺來確定有毒氣體濃度者為比色法，以變色長(zhǎng)度確定濃度者為比長(zhǎng)法；3） 儀器儀表組成、原理：儀器由檢定管和吸氣裝置兩部分組成；CO、CO2、H2S、NO2、so2、NH3等檢定管的基本測(cè)定原理為線性比色法，即被測(cè)氣體通過檢定管與指示劑發(fā)生有色反應(yīng)，形成變色層（變色柱），變色層的長(zhǎng)度與被測(cè)氣體的濃度成正比；4） 儀器儀表：各種氣體檢定管；多種氣體檢定器（抽氣唧筒）5）儀器儀表使用說明：將檢定管玻璃封口鋸開，插在抽氣唧筒出口上；將唧筒的三通開關(guān)轉(zhuǎn)到水平位置，抽取待測(cè)氣體50mL；將三通開關(guān)轉(zhuǎn)到垂直位置，用100s時(shí)間緩慢壓送呷筒內(nèi)待測(cè)氣體，使之均勻通過檢定管。此時(shí)管中指示劑起化學(xué)反應(yīng)，改變顏色，顏色變化的深淺與標(biāo)準(zhǔn)比色板相比，即可得出氣體濃度。若用比長(zhǎng)檢定管，根據(jù)其變色的長(zhǎng)短即可確定待測(cè)氣體濃度；III、礦井空氣中有毒有害氣體濃度的檢測(cè)方法各種氣體檢定管1） 檢測(cè)方法：輕便型直接讀數(shù)儀表法2） 基本方法：利用便攜式檢測(cè)儀表在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)空氣中某種氣體的濃度進(jìn)行快速檢測(cè)。以變色深淺來確定有毒氣體濃度者為比色法，以變色長(zhǎng)度確定濃度者為比長(zhǎng)法；3） 儀器儀表組成、原理：根據(jù)可檢測(cè)的氣體種數(shù)，可分為單一氣體檢測(cè)器和復(fù)合氣體檢測(cè)器兩類。復(fù)合氣體檢測(cè)器可同時(shí)裝四種氣體傳感器，更換不同類型的氣體傳感器，就可測(cè)定不同類型的有毒有害氣體的濃度。其便于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，也可以與計(jì)算機(jī)連接，通過配套軟件進(jìn)行分析。單一氣體檢測(cè)器只能檢測(cè)一種有毒有害氣體，檢測(cè)簡(jiǎn)單方便，并帶有報(bào)警裝置；4） 儀器儀表：?jiǎn)我粴怏w檢測(cè)器；復(fù)合氣體檢測(cè)器5）儀器儀表使用說明：當(dāng)檢測(cè)的有毒有害氣體濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，儀器的報(bào)警裝置將報(bào)警，表明作業(yè)環(huán)境中有毒有害氣體濃度超標(biāo)輕便型直接讀數(shù)儀表法；W.礦井空氣中有毒有害氣體濃度的檢測(cè)方法各種氣體檢定管1） 檢測(cè)方法：監(jiān)測(cè)監(jiān)控法；2） 基本方法：利用煤，礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)有毒有害氣體的濃度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)；3） 儀器儀表組成、原理：主要由監(jiān)控主機(jī)、智能傳輸接口、智能監(jiān)控分站、各種傳感器、控制執(zhí)行器等組成；4） 儀器儀表：分站；氧氣、一氧化碳組合傳感器；5）儀器儀表使用說明：可監(jiān)測(cè)瓦斯、一氧化碳、氧氣、硫化氫、煙霧、礦塵等環(huán)境參數(shù)；4、煤礦井下氣體監(jiān)測(cè)采樣工作1） 安全規(guī)定（1） 采集密閉內(nèi)氣樣時(shí)，要首先檢查密閉外氣樣是否超限（瓦斯不超過1%,二氧化碳不超過1.5%,一氧化碳不超過24ppm,氧氣不低于20%，其他氣體符合《規(guī)程》規(guī)定），才能進(jìn)行操作。（2） 采樣過程中要隨時(shí)注意附近的頂?shù)装寮巴L(fēng)情況，嚴(yán)禁在危險(xiǎn)區(qū)域操作。（3） 采樣中要注意來往車輛和行人，以免被撞傷。2） 操作準(zhǔn)備（1）帶齊所用工具并進(jìn)行詳細(xì)檢查，要求完整、齊全、準(zhǔn)確、靈活好用。1） 采樣泵。要有足夠的排氣壓力，能迅速充足球膽，聲音正常，保證連續(xù)使用1h以上。2） 取樣桿、取樣球、膠皮管、球膽，要保證外觀無損傷、無漏氣。3） 溫度計(jì)經(jīng)過校驗(yàn)，刻度清晰、準(zhǔn)確。4） 多種氣體檢定器和各種氣體檢定管。CO、CO2、O2、CH4等檢測(cè)范圍合適，不失效。5） 備有微風(fēng)管、筆記本、筆和其他工具，能保證正常使用，不發(fā)生安全事故。（2）在正式采樣之前，對(duì)球膽進(jìn)行沖洗。3） 操作順序操作應(yīng)遵照下列順序進(jìn)行：檢查儀器工具…安全檢查f采樣f送分析室f整理儀器工具。4） 正常操作（1） 采樣之前，首先對(duì)球膽進(jìn)行沖洗。把預(yù)測(cè)地點(diǎn)的氣體通過采樣球或抽氣泵壓人球膽內(nèi)，球膽中部膨脹厚度不小于5cm，左手拿球膽底部，將球膽平放在大腿上，右手由上向下擠壓球膽，排出球膽內(nèi)氣體，如此操作三次沖洗球膽。（2） 采集密閉內(nèi)氣樣。進(jìn)入密閉前柵欄外，首先觀察密閉外U形壓差計(jì)，判斷密閉是進(jìn)風(fēng)還是出風(fēng)，如果密閉前沒有U形壓差計(jì)，可用微風(fēng)管或粉筆末檢查該密閉是進(jìn)風(fēng)還是出風(fēng)。1） 密閉內(nèi)進(jìn)風(fēng)時(shí)的采樣。將取樣膠管通過測(cè)氣孔送入密閉內(nèi)，或?qū)⒛z管連接在留好的管子上，在膠管四周用黃泥或其他東西堵嚴(yán)實(shí)。不得使密閉外新鮮空氣混入氣樣中，用采樣泵連續(xù)取10min以上，將采樣球膽沖洗以后即可采樣，將球膽充足后，用夾子夾緊球膽口，并填寫采樣記錄，將標(biāo)簽貼在球膽上。2） 密閉內(nèi)出風(fēng)時(shí)的采樣。將取樣膠管通過測(cè)氣孔送入密閉內(nèi)，或?qū)⒛z管連接在留好的管子上，在膠管四周用黃泥或其他東西堵嚴(yán)實(shí)。用采樣泵或取樣球采樣，將采樣球膽沖洗以后即可采樣，應(yīng)將采樣球膽充足后，用夾子夾緊球膽口，并填寫采樣記錄等。3） 取樣完畢后，要將柵欄打好，防止其他人員誤入。4） 如密閉反水池出水時(shí)，必須在取樣的同時(shí)測(cè)量水溫。在工作面隅角及巷道高冒處取樣。將取樣桿送至頂板10?20cm處，用抽氣棠或取樣球取樣，視采樣空間大小、氣體來源等情況，具體決定對(duì)氣樣的置換時(shí)間和對(duì)球膽的沖洗次數(shù)，在取樣的同時(shí)測(cè)量溫度，應(yīng)將球膽充足后，用夾子夾緊球膽口，詳細(xì)觀察該地點(diǎn)有無積熱現(xiàn)象和自燃征兆，并做詳細(xì)記錄。材料道、溜子道后部采空區(qū)取樣。將取樣桿送人后部采空區(qū)，用抽氣泵或取樣球取樣，抽氣時(shí)間不少于3min，在取樣的同時(shí)測(cè)量溫度，將球膽沖洗后才能取樣，并仔細(xì)觀察有無自燃征兆和積熱現(xiàn)象，要做詳細(xì)記錄。(5)在材料道、溜子道風(fēng)流及工作面架間取樣。在材料道、溜子道風(fēng)流中取樣時(shí)，應(yīng)將取樣桿置于巷道上方，取樣位置視現(xiàn)場(chǎng)情況而定，一般應(yīng)設(shè)在停采線附近，在取樣的同時(shí)測(cè)量溫度。用取樣球取樣時(shí)，應(yīng)將球膽按要求沖洗后才能取樣。架間取樣，應(yīng)將取樣桿置于工作面后部采空區(qū)或頂板上方，在取樣的同時(shí)測(cè)量溫度。將球膽按要求沖洗后再取樣，應(yīng)觀察工作面有無積熱、氣味異常等現(xiàn)象，認(rèn)真做記錄。探氣孔取樣用細(xì)竿或其他東西將膠管送人探氣孔內(nèi)(長(zhǎng)度不少于1m),并用黃泥將膠管周圍堵嚴(yán)實(shí)。確保外部氣體不得進(jìn)入，用采樣泵取樣抽氣時(shí)間不少于20min，確保取到內(nèi)部氣樣，將球膽按要求沖洗后才能取樣。取樣后要及時(shí)用棉紗等封實(shí)探氣孔。采樣后應(yīng)將球膽口綁扎牢固，以免漏氣，應(yīng)及時(shí)將氣樣送化驗(yàn)室進(jìn)行氣體分析。自采樣到氣體分析間隔時(shí)間不得超過10h。如果有炮煙，嚴(yán)禁采樣。特殊操作火區(qū)采樣工采樣時(shí)要兩人同行，進(jìn)人采樣地點(diǎn)前，應(yīng)先檢查甲烷、一氧化碳、氧氣等氣體，超限時(shí)禁止進(jìn)入。收尾工作升井后及時(shí)將氣樣送化驗(yàn)室。向值班人員匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)情況，并認(rèn)真填寫取樣時(shí)間、地點(diǎn)、對(duì)應(yīng)球膽號(hào)、溫度等。5、防止有毒有害氣體危害的措施加強(qiáng)通風(fēng)，降低濃度。防止有毒有害氣體危害的根本措施就是加強(qiáng)通風(fēng)，不斷地供給井下新鮮空氣，用適量的風(fēng)量將各種有毒有害氣體排除到礦井外或降到《規(guī)程》規(guī)定的安全濃度以下，以保證人員的安全與健康。加強(qiáng)檢查，爭(zhēng)取主動(dòng)。應(yīng)用各種儀器儀表經(jīng)常檢查、監(jiān)視井下各種有毒有害氣體的情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取有效措施進(jìn)行處理。抽放排除，變廢為寶。如果某種有毒有害氣體的儲(chǔ)藏量較大，可采用回采前預(yù)抽的方法，如許多礦井將瓦斯預(yù)先抽放出來送到地面，并加以利用。禁入險(xiǎn)區(qū)，避免窒息。井下通風(fēng)不良的地區(qū)或不通風(fēng)的舊巷道，往往積聚著大量有毒有害氣體，因此，應(yīng)在其出口設(shè)置柵欄，并掛上“禁止人內(nèi)”的牌子。如果要進(jìn)入時(shí)，必須先進(jìn)行檢查，當(dāng)確認(rèn)對(duì)人體無害時(shí)才能進(jìn)人。噴霧灑水，減少生成。當(dāng)工作面有二氧化碳涌出或因放炮產(chǎn)生二氧化氮時(shí)，應(yīng)采用噴霧灑水的方法，使其溶解在水中。若在水中加人適量的石灰或藥劑，效果會(huì)更好。及時(shí)搶救，減少傷亡。如果有人由于缺氧窒息或呼入了有毒有害氣體而中毒時(shí)，必須及時(shí)搶救并注意下列事項(xiàng)：立即將窒息者或中毒者移到新鮮風(fēng)流中或送到地面，首先將中毒者嘴里妨礙呼吸的物體(如假牙、粘液、血、泥土等)清除，將領(lǐng)帶、腰帶、上衣解松，但對(duì)一氧化碳中毒者要注意保暖，避免著涼。給中毒者輸送純氧并進(jìn)行人工呼吸，對(duì)一氧化碳和硫化氫中毒者，最好在純氧中加入5%的二氧化碳，刺激呼吸神經(jīng)中樞，以增強(qiáng)其呼吸能力。對(duì)二氧化氮和二氧化硫中毒者，只能用拉舌法或活動(dòng)上肢法進(jìn)行人工呼吸，刺激神經(jīng)引起呼吸運(yùn)動(dòng)，不能用壓迫胸部的人工呼吸，避免肺部水腫加劇。對(duì)硫化氫中毒者可用浸有氯水的棉花或毛巾，放在患者嘴鼻旁，也可給患者喝少許稀氯水溶液解毒。人體外部器官受毒氣刺激時(shí)，可用藥水沖洗。如眼睛受二氧化硫、二氧化氮和硫化氫等氣體毒害時(shí)，可用1%的硼酸水或弱明磯水溶液沖洗，喉嚨受害時(shí)，可用蘇打溶液或硼酸水漱口；受氨氣毒害時(shí)，可用硼酸水或生理鹽水漱口，用柔軟毛巾擦身并沖洗眼鼻。5、《規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中的氧氣濃度不得低于20%，二氧化碳濃度不得超過0.5%；總回風(fēng)流中二氧化碳不得超過0.75%；當(dāng)采掘工作面風(fēng)流中的二氧化碳濃度達(dá)到1.5%或采區(qū)、采掘工作面回風(fēng)道風(fēng)流中的二氧化碳濃度超過1.5%時(shí)，必須停止工作進(jìn)行處理。二、礦井氣候條件的測(cè)定礦井氣候條件是指礦井空氣的溫度、濕度和風(fēng)速三個(gè)參數(shù)對(duì)人體的綜合作用。這三個(gè)參數(shù)也稱為礦井氣候條件的三要素。礦井氣候條件不僅直接影響著工作人員的身體健康和勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，為保證良好的礦井氣候條件，還必須使礦井氣候條件的三要素符合《規(guī)程》規(guī)定。從事采掘生產(chǎn)的職工要掌握礦井氣候條件的三要素并能進(jìn)行測(cè)定，了解使礦井氣候條件改善的措施。礦井空氣的溫度對(duì)人體對(duì)流散熱起著主要作用，是影響礦井氣候條件的主要因素，溫度過高或過低時(shí)，都會(huì)使人感到不舒服，直接影響工作人員的身體健康和勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。因此，必須準(zhǔn)確測(cè)定礦井空氣的溫度，使其符合《規(guī)程》規(guī)定。要完成測(cè)定任務(wù)，就需要了解影響礦井空氣溫度的因素、巖層溫度的預(yù)算、圍巖的原始溫度測(cè)定、采掘工作面和機(jī)電銅室的溫度測(cè)定等知識(shí)，以及溫度測(cè)定儀器的使用方法。影響礦井空氣溫度的因素1、 地面空氣溫度地面空氣溫度對(duì)井下溫度有直接的影響，如果地面空氣溫度很低，那么其進(jìn)入礦井后，使井下溫度降低；如果地面空氣溫度很高，那么其進(jìn)入礦井后，使井下溫度升高。2、 空氣的壓縮與膨脹當(dāng)空氣沿井巷向下流動(dòng)時(shí)，空氣受到壓縮會(huì)產(chǎn)生熱量而使溫度升高(一般深度每增加100m，溫度可升高1°C)；反之，空氣向上流動(dòng)時(shí)，又會(huì)因體積膨脹而使溫度降低(平均每升高100m，溫度可降低0.8?0.9C)。3、 巖層溫度巖層散發(fā)的熱量是礦井中的主要熱源，約占50%?60%，因此，巖層溫度直接影響礦井空氣的溫度。在恒溫帶之下，巖層溫度隨著深度的增加而升高，在含煤地層中，深度每增加30?35m，巖層溫度升高1C。當(dāng)?shù)孛婵諝膺M(jìn)入井下后，因與巖層溫度間存在溫差，所以空氣在流動(dòng)的同時(shí)與巖層進(jìn)行熱交換。如果空氣溫度低于巖層溫度時(shí)，則巖層放熱，使礦井空氣的溫度逐漸升高；反之則巖層吸熱，使礦井空氣的溫度逐漸降低。4、 地下水的作用礦井中有高溫?zé)崛驘崴砍鰰r(shí)，可使井下溫度升高；相反，若低溫的地下水活動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)，則可使井下溫度降低。5、 水分蒸發(fā)吸熱水分蒸發(fā)時(shí)，將從空氣中吸收熱量，使空氣溫度降低。每蒸發(fā)1kg水可吸收2.5kj的熱量，能使1m3,空氣的溫度降低1.9C。6、 氧化生熱井下煤炭、坑木等物質(zhì)的氧化都能生成大量的熱量。例如，在1m3空氣中由于煤的氧化而使二氧化碳濃度增加0.1%時(shí)會(huì)產(chǎn)生18kJ的熱量，而這些熱量足夠使1m3，空氣的溫度升高14.5^07、 通風(fēng)強(qiáng)度通風(fēng)強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入井巷風(fēng)量的多少。溫度較低的空氣流經(jīng)井下巷道或工作面時(shí)，由于熱交換作用吸收熱量，所以流經(jīng)某井巷或工作面的風(fēng)量越多(供風(fēng)量越大)，其通風(fēng)強(qiáng)度越大，吸收的熱量也就越多。8、 其他因素機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)以及人體的散熱都對(duì)井下溫度有一定的影響。特別值得指出的是，隨著機(jī)械化程度的不斷提高，大型電氣設(shè)備的采用和井下機(jī)電硐室的高度集中，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量對(duì)礦井空氣溫度升高的影響是不能忽視的。礦井空氣溫度的變化規(guī)律礦井溫度受多種因素影響，其中有起升溫作用的，也有起降溫作用的。但許多礦井的升溫作用都大于降溫作用，其變化規(guī)律是：1、 在進(jìn)風(fēng)路線上(在地面溫度影響范圍內(nèi))溫度隨四季而變，和地表溫度相比，有冬暖夏涼的現(xiàn)象。在冬季，地面冷空氣進(jìn)入井下后，冷空氣與地下巖層溫度進(jìn)行熱交換，風(fēng)流吸熱，巖層散熱，因地下巖層溫度隨深度增加，且風(fēng)流下行受壓縮，故沿線空氣溫度逐漸升高；夏季與冬季的情況大致相反，沿線空氣溫度逐漸降低。2、 在整個(gè)風(fēng)流路線上，回采工作面一般是礦井空氣溫度最高的區(qū)段。地面溫度的影響范圍(指進(jìn)風(fēng)風(fēng)流流經(jīng)路線長(zhǎng)度或距離)一般為1000?2000m，超過此距離，不論冬季還是夏季，隨著進(jìn)風(fēng)路線的延長(zhǎng)，礦井空氣溫度會(huì)逐漸升高，一般至回采工作面時(shí)，溫度達(dá)到最高。這是因?yàn)榛夭晒ぷ髅娉忻骸r氧化外，還有人體散熱和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)、爆破等因素引起的散熱。開采深度大，進(jìn)風(fēng)路線長(zhǎng)且超過一定距離時(shí)，回采工作面的溫度常年保持不變；開采深度不大，進(jìn)風(fēng)路線短時(shí)，回采工作面的礦井空氣溫度將隨地面氣溫的變化而變化。3、 在回風(fēng)路線上，因通風(fēng)強(qiáng)度較大、風(fēng)速高、水分蒸發(fā)吸熱，加之氣流向上流動(dòng)而膨脹降溫，使氣溫略有下降，但基本上常年保持不變。礦井空氣溫度的測(cè)定礦井空氣溫度的測(cè)定，我國(guó)一般采用水銀或酒精溫度計(jì)直接測(cè)量礦井空氣的溫度。當(dāng)利用熱電偶測(cè)溫時(shí)，熱電勢(shì)大小與熱冷端溫度差有關(guān)。當(dāng)測(cè)點(diǎn)環(huán)境溫度較高時(shí)，其靈敏度也較高。礦山主要用熱電偶測(cè)量巖體或工作面采空區(qū)的溫度。巖層溫度的預(yù)算變溫帶一般距地表20m左右，其溫度隨地面季節(jié)溫度而變化，故稱這個(gè)地帶為變溫帶。恒溫帶一般距地表20?30m的地帶，巖層的溫度基本常年穩(wěn)定不變，故稱這個(gè)地帶為恒溫帶。某地區(qū)恒溫帶的溫度約等于該地區(qū)年平均地表溫度。增溫帶和地溫率在恒溫帶以下，巖層溫度隨著深度的增加而升高，不受地面季節(jié)溫度變化的影響，故稱為增溫帶。這個(gè)地帶的巖層溫度t與深度Z成正比。巖層溫度增加1°C時(shí)所增加的垂直深度(m)被稱為地溫率。如果知道某地區(qū)恒溫帶溫度和地溫率，就可以用下式預(yù)計(jì)深部水平地層的巖層溫度，即：t=t恒+(Z—Z恒)/g恒式中t——深度為Z(m)處的巖層溫度，C；t恒恒溫帶的巖層溫度，C；Z-一地下巖層溫度為t(C)處的深度，m；Z恒 恒溫帶深度，m；g恒 地溫率，m/°C。例2-1已知某礦井地表年平均溫度為10C，恒溫帶深度為30m,地溫率為30m/C,求深度為450m處的巖層溫度。解：深度為450m處的巖層溫度t可按下式計(jì)算，即：t=t恒+（Z—Z恒）/g恒=10+（450—30）/30=24C圍巖的原始溫度測(cè)定 恨圍巖原始溫度（即原巖地溫）的測(cè)定是礦井熱害防治最重要的基礎(chǔ)工作，所取得的參數(shù)是進(jìn)行礦井熱源分析及井下風(fēng)流溫度預(yù)測(cè)計(jì)算的重要基礎(chǔ)參數(shù)，也是劃分礦井熱害等級(jí)的基本依據(jù)。原巖溫度的測(cè)定一般分為兩種：一是深孔測(cè)溫法，二是淺孔快速測(cè)溫法。兩種方法的選擇要視測(cè)溫地點(diǎn)的具體情況而定。（1） 深孔測(cè)溫法深孔測(cè)溫就是在井巷中利用鉆機(jī)向圍巖內(nèi)打水平測(cè)溫孔，再將在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定好的測(cè)溫?zé)犭娕继筋^送人孔底，封孔，經(jīng)過一定時(shí)間，測(cè)得穩(wěn)定的溫度值即圍巖的原始溫度。利用深孔測(cè)溫時(shí)，必須要設(shè)法消除或減少礦井排水和通風(fēng)的影響，鉆孔位置應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)復(fù)雜地段，選擇在巖性較好、不滲水或滲水小的地點(diǎn)，鉆孔深度應(yīng)大于該處圍巖冷卻帶的厚度。（2） 淺孔快速測(cè)溫法淺孔快速測(cè)溫是在井下連續(xù)推進(jìn)的巖巷掘進(jìn)工作面（其周圍30m以內(nèi)無通風(fēng)兩年以上的井巷或硐室），并在巖面暴露時(shí)間不超過24h，利用掘進(jìn)工作面的炮眼或臨時(shí)專門打的2?3m鉆孔進(jìn)行測(cè)溫的方法。采掘工作面和機(jī)電硐室的溫度測(cè)定（1） 氣溫測(cè)定地點(diǎn)的選擇。1） 掘進(jìn)工作面氣溫的測(cè)點(diǎn)，應(yīng)設(shè)在工作面距迎頭2m處的回風(fēng)流中。2） 長(zhǎng)壁采煤工作面氣溫的測(cè)點(diǎn)，應(yīng)在采煤工作面回風(fēng)巷距煤壁15m處測(cè)定。3） 機(jī)電硐室氣溫的測(cè)點(diǎn)，應(yīng)選在硐室回風(fēng)道口的回風(fēng)流中。4） 氣溫的測(cè)點(diǎn)不應(yīng)靠近人體、發(fā)熱或制冷設(shè)備，間距至少0.5m。（2） 氣溫的測(cè)點(diǎn)時(shí)間，一般在8?16h的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。（3） 測(cè)溫儀器可使用最小分度為0.5C并檢定的溫度計(jì)。（4） 測(cè)量溫度時(shí)溫度計(jì)要離開人體或其他發(fā)熱體0.5m以上，待測(cè)一段時(shí)間，溫度計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后，記下溫度計(jì)讀數(shù)。（四）測(cè)定礦井空氣的相對(duì)濕度人體蒸發(fā)散熱的效果取決于空氣的相對(duì)濕度。①（相對(duì)濕度）＜30%時(shí)，人體水分蒸發(fā)過快，人會(huì)感到干燥；◎380%時(shí)，人體水分蒸發(fā)困難；中=100%時(shí)，人體水分蒸發(fā)完全停止。可見，相對(duì)濕度對(duì)作業(yè)人員的身體健康和勞動(dòng)生產(chǎn)率影響很大，因此，要準(zhǔn)確測(cè)定礦井空氣的相對(duì)濕度，盡量使礦井空氣的相對(duì)濕度處于最適宜的相對(duì)濕度（50%?60%）。要完成測(cè)量任務(wù)，要知道礦井空氣濕度的變化規(guī)律、濕度計(jì)的使用方法、井下相對(duì)濕度的測(cè)定方法等知識(shí)。（一） 礦井空氣濕度的變化規(guī)律1、 礦井空氣的濕度是隨著地面空氣濕度和井下滴水情況不同而變化的。2、 一般情況下，在礦井進(jìn)風(fēng)路線上有冬干夏濕的現(xiàn)象。礦井回風(fēng)巷或出風(fēng)井的相對(duì)濕度大多在95%以上，且常年變化不大。（二） 礦井空氣相對(duì)濕度的測(cè)定礦井空氣的相對(duì)濕度一般用手搖式濕度計(jì)或風(fēng)扇濕度計(jì)測(cè)定，在礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中用濕度傳感器或溫濕度傳感器。手搖式濕度計(jì)測(cè)定方法

手搖式濕度計(jì)如圖3-3所示，將兩支構(gòu)造相同的普通溫度計(jì)裝在一個(gè)金屬架上，為了加以區(qū)分，把其中的一個(gè)稱為干溫度計(jì)，另一個(gè)稱為濕溫度計(jì)，濕溫度計(jì)的水銀球上包裹著濕紗布。測(cè)定方法(圖3-4)a) t?>閣3—3 手猝長(zhǎng)濕度訐?>夕卜曖圖 t?>苗構(gòu)圖1——撮如 2—干沏也訐 3—顯原理偵 4——電龜少而(3)注意事項(xiàng)1)測(cè)定時(shí)要防止旋轉(zhuǎn)中的濕度計(jì)碰觸巷壁或物體，以免損壞儀器。2)測(cè)量時(shí)濕度計(jì)距人體至少0.5m。3)讀數(shù)時(shí)嚴(yán)禁用手觸摸濕度計(jì)，以免影響數(shù)值的準(zhǔn)確性。2、風(fēng)扇濕度計(jì)測(cè)定法風(fēng)扇濕度計(jì)如圖3-5所示，風(fēng)扇濕度計(jì)主要由兩支相同的溫度計(jì)和一個(gè)通風(fēng)器組成。水銀溫度計(jì)為干溫度計(jì)；水銀溫度計(jì)的水銀球上裹有一層濕的棉紗布，為濕溫度計(jì)；水銀溫度計(jì)的外面均罩著內(nèi)、外表面光亮的雙層金屬保護(hù)管，以防熱輻射的影響；通風(fēng)器內(nèi)有發(fā)條和風(fēng)扇，風(fēng)扇在發(fā)條的作用下開始工作，以在風(fēng)管中產(chǎn)生穩(wěn)定的氣流，使溫度計(jì)的水銀球處于同一風(fēng)速下，測(cè)定流動(dòng)狀態(tài)下的空氣溫度。風(fēng)扇濕度計(jì)測(cè)定法(見圖3-6)例2-2在井下某巷道用風(fēng)扇式濕度計(jì)測(cè)得風(fēng)流的干球溫度為20^，濕球溫度為17°C，求風(fēng)流的相對(duì)濕度。解：已知t干=20C，t濕=17C，則△t=t干一t濕=20-17=3C由t干、△t查相對(duì)濕度表2-4得：(p=73%濕

圖3-6 利用風(fēng)扇濕度計(jì)測(cè)定濕度的步驟表3-3 由干、溫度計(jì)讀數(shù)查相對(duì)濕度干溫度計(jì)的指示數(shù)（C）1干溫度計(jì)與濕溫度計(jì)指示數(shù)之差CC）01234567相對(duì)濕度（%）01008163462812510086715843311746100867259463321871008774604836241481008774625039271691008875635241301910100887764534332221110088796555453525121008979675747372713100897968584939301410089796959504132

續(xù)表干溫度計(jì)的指示數(shù)（'C）干溫度計(jì)與濕溫度計(jì)指示數(shù)之差（'C）01234567相對(duì)濕度（%）151009080706151433416100908070615345371710090807162554740181009080726355484119100918172 .64575041201009181736558504221100918274665850442210091827466585145231009183756759524624100918375675953473、濕度傳感器與電子濕度計(jì)傳感器如圖3-7所示，利用濕度傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)環(huán)境空氣濕度的連續(xù)監(jiān)控。當(dāng)空氣濕度變化時(shí)，濕度敏感材料傳感器電參數(shù)也隨之變化，電量通過放大電路放大，在讀數(shù)儀表上反映出空氣的濕度值。a） b）圖3-7 濕度傳感器與電子濕度計(jì)a）濕度傳感器b）電子濕度計(jì)（五）礦井空氣的風(fēng)速測(cè)定風(fēng)速是指風(fēng)流單位時(shí)間內(nèi)流過的距離。井巷中的風(fēng)速過高或過低都會(huì)影響工人的身體健康。風(fēng)速過低時(shí)，汗水不易蒸發(fā)，人體多余熱量不易散失掉，人就會(huì)感到悶熱不舒服，同時(shí)瓦斯也容易積聚；風(fēng)速過高時(shí)，容易使人感冒，礦塵飛揚(yáng)，對(duì)安全生產(chǎn)和工人的身體健康都不利。因此，必須準(zhǔn)確測(cè)定礦井空氣的風(fēng)速，使礦井空氣的風(fēng)速符合《規(guī)程》規(guī)定。要完成測(cè)量任務(wù)，要知道測(cè)算井巷中的風(fēng)速的目的、井巷斷面上的風(fēng)速分布、測(cè)風(fēng)站的建立、測(cè)風(fēng)儀表（風(fēng)表）、測(cè)風(fēng)方法、測(cè)風(fēng)步驟、用風(fēng)表測(cè)風(fēng)時(shí)的注意事項(xiàng)等知識(shí)。（一）測(cè)算井巷中的風(fēng)速和通過的風(fēng)量的目的檢查用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際得到的風(fēng)量是否滿足設(shè)計(jì)要求。檢查各井巷中的實(shí)際風(fēng)速是否符合《規(guī)程》規(guī)定。檢查漏風(fēng)情況。測(cè)量風(fēng)速、計(jì)算風(fēng)量是礦井通風(fēng)工作的基本操作技能之一，也是檢查、分析、改善礦井通風(fēng)工作的重要手段。（二）井巷斷面上的風(fēng)速分布空氣在井巷中流動(dòng)時(shí)，由于空氣的粘性和井巷壁面粗糙程度的影響，風(fēng)速在井巷斷面上的分布是不均勻的，如圖3-8所示。在巷道的軸心區(qū)域風(fēng)速最大，而靠近巷道周壁的區(qū)域風(fēng)速最小。通常所說的風(fēng)速都是指平均風(fēng)速。（三）測(cè)風(fēng)站主要測(cè)風(fēng)的地點(diǎn)有礦井的總進(jìn)風(fēng)道、總回風(fēng)道，采區(qū)的進(jìn)、回風(fēng)道，采掘工作面的進(jìn)、回風(fēng)道等，都要建立測(cè)風(fēng)站，測(cè)風(fēng)站如圖3-9所示。測(cè)風(fēng)站的設(shè)置地點(diǎn)應(yīng)滿足測(cè)定礦井總進(jìn)風(fēng)量、總回風(fēng)量，以及各翼、各水平、各采區(qū)和采掘工作面進(jìn)風(fēng)量和回風(fēng)量的需要，測(cè)風(fēng)站必須符合下列要求：圖3-9測(cè)風(fēng)站測(cè)風(fēng)站應(yīng)設(shè)在支架齊全、沒有漏風(fēng)、斷面變化不大的直線巷道中，測(cè)風(fēng)站前后10m內(nèi)不能有拐彎和障礙物。測(cè)風(fēng)站本身長(zhǎng)度不能小于4m。測(cè)風(fēng)站應(yīng)掛有記錄板，上面注明地點(diǎn)、編號(hào)、巷道斷面積、測(cè)風(fēng)日期、平均風(fēng)速、風(fēng)量、測(cè)定人員等內(nèi)容。測(cè)風(fēng)站最好設(shè)在混凝土巷道中，在水泥或木支架的巷道中可設(shè)置木板測(cè)風(fēng)站。木板測(cè)風(fēng)站的兩幫和頂板應(yīng)塞嚴(yán)填實(shí)，與巷道壁接觸嚴(yán)密，使巷道內(nèi)的全部風(fēng)流都能從測(cè)風(fēng)站內(nèi)通過。如果需要在沒有測(cè)風(fēng)站的地點(diǎn)測(cè)風(fēng)時(shí)，可以選擇一段規(guī)整、斷面變化不大的直線巷道作為簡(jiǎn)易臨時(shí)測(cè)風(fēng)站。（四）測(cè)風(fēng)儀表（風(fēng)表）1、風(fēng)表的分類目前常用的風(fēng)表大致分為三種類型。I種類：機(jī)械翼式風(fēng)表優(yōu)點(diǎn)：體積小，質(zhì)量輕，可測(cè)平均風(fēng)速；缺點(diǎn)：精度低，不能直接指示風(fēng)速，不能自動(dòng)化遙測(cè)，不能測(cè)微風(fēng);II種類：電子翼式風(fēng)表優(yōu)點(diǎn)：能遙控，精確度比機(jī)械翼式風(fēng)表高，可直接指示瞬時(shí)風(fēng)速；缺點(diǎn)：葉片有慣性運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)定值偏大，體積和質(zhì)量比機(jī)械翼式風(fēng)表大，構(gòu)造復(fù)雜，風(fēng)速過高不能測(cè)量，風(fēng)速過低也不能測(cè)量；III種類：熱效式風(fēng)表優(yōu)點(diǎn)：沒有慣性影響，高低風(fēng)速均可測(cè)，能遙控；缺點(diǎn)：熱敏電阻和熱球的測(cè)值呈非線性；受濕度和氣體成分的影響;2、風(fēng)表的校正由于風(fēng)表本身的構(gòu)造和其他因素影響（如機(jī)件的損壞和銹蝕、檢修質(zhì)量等原因），翼輪的轉(zhuǎn)速不能如實(shí)反映出真實(shí)的風(fēng)速，因此必須進(jìn)行校正。根據(jù)風(fēng)表校正儀得出的數(shù)據(jù)，將表速與真實(shí)風(fēng)速之間的關(guān)系記載于風(fēng)表的校正圖表上，如圖3-10所示，每只風(fēng)表出廠前或使用一段時(shí)間之后，都必須進(jìn)行校正，并繪制出圖表，以備測(cè)風(fēng)時(shí)使用。

v?(m.s-v?(m.s-)圖3-10風(fēng)表校正曲線從圖3-10中可以看出，一般風(fēng)速在0.2?0.3m/s以上時(shí)，翼輪的轉(zhuǎn)速與真實(shí)風(fēng)速呈線性關(guān)系，故風(fēng)表校正曲線也可以用下式來表示：u=a+bu（五）測(cè)風(fēng)方法 表為了準(zhǔn)確測(cè)定井巷的平均風(fēng)速，通常采用的測(cè)風(fēng)方法為：1、分類方法：按風(fēng)表在井巷中的移動(dòng)方式劃分類型：線路法操作說明：風(fēng)表沿預(yù)定路線均勻移動(dòng)，1min內(nèi)走完全部路程；圖示：測(cè)風(fēng)校正系數(shù)K：2、分類方法：按風(fēng)表在井巷中的移動(dòng)方式劃分類型：分格定點(diǎn)法操作說明：將整個(gè)井巷斷面劃分為若干大致相等的方格，使風(fēng)表在每格內(nèi)停留相等的時(shí)間。1min內(nèi)測(cè)完全部方格；圖示:圖示:3、按測(cè)風(fēng)員的工作姿勢(shì)劃分類型：迎面法操作說明：測(cè)風(fēng)員面向風(fēng)流方向，手持風(fēng)表，將手臂向正前方伸直進(jìn)行測(cè)風(fēng);

圖示：測(cè)風(fēng)校正系數(shù)K：此時(shí)因測(cè)風(fēng)員立于巷道中間，阻擋了風(fēng)流前進(jìn)，降低了風(fēng)表測(cè)得的風(fēng)速。取校正系數(shù)K=1.14；4、按測(cè)風(fēng)員的工作姿勢(shì)劃分類型：側(cè)身法操作說明：測(cè)風(fēng)員背向巷道壁站立，手持風(fēng)表，將手臂向風(fēng)流垂直方向伸直進(jìn)行測(cè)風(fēng)；圖示：測(cè)風(fēng)校正系數(shù)K：用側(cè)身法測(cè)風(fēng)時(shí)，測(cè)風(fēng)員立于巷道內(nèi)減少了通風(fēng)斷面，從而增大了風(fēng)速，需對(duì)測(cè)風(fēng)結(jié)果進(jìn)行校正。其校正系數(shù)K按下式計(jì)算，即：K=（S-0.4）/S式中K——測(cè)風(fēng)校正系數(shù)S——測(cè)風(fēng)站的斷面積，m20.4——測(cè)風(fēng)員阻擋風(fēng)流的斷面積，m2（六）測(cè)風(fēng)步驟（見圖3-11）使用MSF電子翼式風(fēng)速計(jì)測(cè)量風(fēng)速時(shí)，測(cè)量要求基本