矿井热害综述报告.docx

关于矿井热害综述报告赵松摘要：本文阐述了矿井热害的基本概念，热害的致因，热害对人体的危害相关知识。本综述多方面呈现了当前国内外矿井热害的现状，归纳了我国热害治理和矿井热源产生热量地利用以及热害治理存在的问题，以期促进地热问题的解决和利用。关键词：地热，热害，现状，问题0 引言随着煤炭的开采我国浅部煤炭资源逐渐减少，煤矿开采深度不断增加，部分矿井深度已经达到1000以上，在煤矿开采的传统五大灾害以外地热灾害也随着煤炭开采深度加深明显突出，恶化了煤炭开采的工作环境，也增加了煤矿事故发生的隐患。潮湿高温的环境给生产一线员工的身体健康产生了不良影响，也间接的增加了企业的职业卫生健康管理成本。本综述系统的阐述了煤矿深井地热灾害的相关规律及其防治措施。1矿井热害定义及其等级划分1.1矿井热害定义 矿井热害（heat hazard in mine）指矿井内环境气温超过人体正常热平衡所能忍受的温度，导致劳动效率下降，事故频率增加，健康受损，甚至中暑休克。 影响人体热平衡的气候条件是温度，湿度和风速，我国矿山是以干球温度为指标的。1.2矿井热害的等级划分我国评价矿井高温气候即矿井热害等级划分依据是原始岩温，对于高温气候的治理依据干球温度的大小。我国《煤炭资源地质勘查地温测量若干规定》中明确指出：平均地温梯度不超过3oC/100m的地区为地温正常区；超过过3oC/100m的地区为高温异常区。原始岩温高于31oC地区为一级热害区，原始岩温高于37oC的地区为二级热害地区。矿井空气气温超过《规程》规定即为高温矿井。《煤矿安全规程》规定“采掘工作面的空气温度不得超过26oC；机电硐室空气温度不得超过30oC。”因此可认为井下空气温度超过30oC即为高温矿井。2 矿井热害产生的原因2.1矿井热源及其定量计算矿井热源指的是矿井地下向矿井采掘空间释放热量，增加矿井空气温度的源头。通过对必威体育精装版10篇热害论文的总结，我发现矿井下主要热源有以下几种：2.1.1地表温度井下的风流是自地表流入矿井的，因而地表大气温度与湿度的季节性变化必然要影响到井下。地表大气影响井下气候的主要因素是地表大气温度、地表大气的相对湿度和大气压力等。地表高温对井下气候的影响主要集中在 5 月 ～10 月份，特别是 6 ～8 月份的地表高温期，井下空气温度最高，是影响井下温度的主因，但具有季节性。地面空气温度的变化对于每一天都是随机的，但遵守一定的统计规律，这种规律可以近似地以正弦曲线表示：t=t0+A0sin （+φ0）式中，t ---为地面空气温度[℃]；t0---为地面年平均气温[℃]；A0---为地面气温年波动振幅[℃]；φ0---为周期变化函数的初相位[rad]。2.1.2 空气自压缩空气的自压缩温升是空气沿井筒向下流动过程中位能转换为焓的结果。空气进入井筒并沿之下行，压力和温度都要有所上升，这就是“自压缩”过程。从进风井口上下温度曲线图可看出，地面空气经过井筒时，井筒起到温度调节作用，夏季降温，冬季升温，使进入井下的空气不致过热或过冷。目前来看，空气自压缩不是井下高温的主要影响因素。由矿内空气的压缩或膨胀引起的温升变化值可按下式计算：Δt=(Z1-Z2)式中，Δt --为温升变化[℃]；n--为多变指数，等温过程n=1，绝热过程n=1.4；R 为气体常数，对于干空气，取287 J/（kg·K）；Z1-Z2为流体入口与出口高度差值[m]2.1.3 机电设备放热目前我国煤矿井下所使用的能源，几乎全部采用的是电源，压缩空气及内燃机的使用量都很少。机电设备所消耗的能量除了部分做有用功外，其余全部转换为热能并散发到周围的介质中去不论何种机电设备，其散给空气的热量一般情况均可用下面的公式计算：Q=（1-η）NK式中，Q 为设备散热，J/s；N 为机电设备的功率，W；K 为机电设备的时间利用系数；η为机电设备效率；当机电设备处于水平巷道做功时，η=0.2.1.4 围岩散热围岩向井巷散热有二种途径，一是借热传导自岩体深处向井巷传热，二是经裂隙水借对流将热传给井巷。井下围岩传热主要是通过热传导自岩体深处巷道和采掘工作面围岩壁面传热，围岩壁面通过与风流的热交换而加热风流。在深部矿井里，热流值将相当大，甚至超过其它热源流量的总和。可知围岩散热是深矿井的主要热源。2.1.5地下涌水地下水是最活跃的地质因素，在地壳浅部广泛分布，易于流动，且热容量大，对地温场有重要的影响。在一般情况下，涌水的水温是比较稳定的，在岩溶地区，涌水的温度一般同该地初始岩温相差不大，如果涌水是来自或流经地质异常地带的话，水温可能甚高，甚至可达80℃~90 ℃。2.1.6 煤炭及矸石运输中的散热煤炭及矸石在运输过程中的散热量计算［7］：QK=MkCkΔtk式中，QK为运输中煤炭及矸石的散热量，kW；Mk为运输中煤炭及矸