矿井热害及其治理(简单版)

河北省所属的冀中能源下属峰峰、邯郸、邢台、井陉；梧桐 庄、磁西1号井，开滦煤业集团下属的钱家营矿、唐山矿等 黑龙江所属的龙煤集团鸡西矿业下属东海矿、东山矿、双河 矿等
辽宁省所属的沈煤集团红阳四矿、阜新集团、抚顺集 团、铁法煤业集团下属的大强矿、大坪矿。 吉林省所属的辽源、通化、舒兰、珲春、吉林杉松岗 矿业集团公司
湖南省所属湘煤集团的周源山矿、涟邵等
湖北省所属的黄石工Hale Waihona Puke Baidu集团秀山矿等
江西省所属丰城下属矿
广西壮族自治区所属白色矿务局下属的东怀矿等
宁夏神华宁煤集团下属羊场湾矿、梅花井、 双马矿，宝丰能源
山西省所属大同煤业集团
甘肃省所属窑街煤业集团、
陕西省所属的山煤集团下属矿井
云南、重庆、四川、新疆、福建、青海、北 京、内蒙
矿井热害及其治理
主讲人 王银军
泽州县安全生产技术培训中心
二○一○年一月二十日
前言
随着社会的发展和煤炭资源需求的日益增 加，煤炭产量日益增大，浅部资源越来越 少，世界各主要采煤国家相继进入深部开 采。随着开采深度的增加，地温也随之升 高。矿井热害越来越严重，已成为与矿井 水、火、瓦斯、粉尘、顶板并列的六大灾 害之一.
日本的通产省，统计表明： 相对湿度90%以上，气温30---34℃地点工作 时，其事故率比低于30度的作业地点高3.6倍。 这也是我国煤矿安全规定为什么规定机电硐室 空气温度不得超过34℃的原因。 综上所述，矿井热害危害很大，因此我们煤 矿热害的防治要从思想上、人才队伍建设上 和技术装备材料等多方面要高度重视起来。
前言
从职业危害来讲，热害已严重影 响了井下作业人员的身体健康， 同煤尘危害一样，是我国煤矿生 产中主要职业危害因素之一，开 展热害防控工作，也是煤矿职业 卫生工作的重要内容，对提高煤 矿职业卫生水平意义重大!
第一章 煤矿热害现状

国内热害比较突出的地区和矿井
安徽省所属的淮南、淮北、皖北、辛集四大煤业集团; 河南省所属的平顶山煤业集团下属各矿；郑州煤业下属的赵 家寨、李良店；义马煤业下属的跃进矿、常村矿；河南煤化 下属的永城煤电各矿；地方国有神火集团在许昌地区的所属 矿井梁北矿。 山东省所属的兖州煤业和山能集团下属各煤业公司新汶、淄 博、枣庄、龙口、肥城、临沂，地方国有煤业集团济宁矿业 等，个别民营煤业比如大多分布在济宁、巨野、嘉祥煤田。 江苏省所属的徐矿集团下属夹河矿、三尖河矿、张集，央企 中煤集团上海大屯煤电下属的徐庄矿、孔庄矿、姚桥矿。
2、影响人的劳动效率
在高温高湿环境中作业，随着劳动强度的加 大，加在人体热负荷增多，当热负荷超过一 定限度时，首先感到闷热不舒适，这时人体 极易产生疲劳，劳动效率下降。 18度时劳动效率最高100%，大于18度时，劳 动效率下降，30度时，劳动效率只有40%。
3、影响安全 人体在热环境中，中枢神经系统受到抑制， 使注意力分散，降低了动作的准确性和协调 性。高温高时的环境容易使工人昏昏欲睡的 状态，且工人心理上易烦躁不安，加上繁重 的体力劳动，工人的机警能力降低，从而使 事故的发生率上升。
第二节 地热来源
热源来讲，分太阳辐射和地热传导。 时间范围来讲， 1. 稳态热源，也就是放射性成因热，地表热流量里有20%--80%来自于地壳 内放射性元素衰变所释放的热量,是地球内热的主要来源。放射性衰变质 量-辐射能-热能，所有放射性元素都能在某种程度上产生热量。 2. 瞬间热源，如果地壳上部几公里深处存在破碎带，且该地带足以使流体 循环，形成并能维持水热对流系统则在该区域内将存在高热流值。持续 时间比较长的水热系统只可能由浅层侵入体一类的局部地壳内热源来支 撑，某些位于近代火山活动区域内的高温矿区和地热田，往往伴有高温 热水涌出活水出现热泉，这种热源与地球年龄相比，可以视为瞬间，但 对于开发时期简短的矿区来说将成为一种主要热源。 3. 其他热源，地球的重力能、重力势能、压缩地球的弹性能、重力分异能、 地球旋转能等。潮汐摩擦引起的地球旋转减慢而产生的热量相当于放射 性热的10%-30%地质构造、变质作用、岩浆作用都将释放热量。
第四章 地热成因
第一节 地球的结构
地壳 36km 地幔 2900km 外核 2200km 内核 1270km
人类在地球上的活动范围仅限于地球的最外层，即大气 圈3000千米、岩石圈和水圈的表层。地球的平均半径 6371千米，最深的矿井5000米，最深的钻孔也不过十几 千米。 地球由地壳、地幔、地核构成 地壳分大陆壳和大洋壳，大陆壳平均35--40公里，大洋壳 10公里（水面5公里岩体5公里）。我国大陆壳厚度明显 两条变化带，一条沿太行山麓，另一条在东经104度，南 北构造带，太行山以东30-40公里，太行山以西至南北构 造带40—50公里，南北构造带以西厚度增加至青藏高原 厚度可达70公里。 地壳之下为地幔。厚大约2900公里。 地幔以下为地核。外核液态厚约为2100公里，内核固态 厚约1336公里。铁镍合金组成。
国务院1982年2月13日颁布实施的《矿山安全条列》 第53条规定：井下工人作业地点的空气温度不得超 过28℃，超过时应当采取降温或其它防护措施。 中华人民共和国卫生部1989年2月24日发布的《煤矿 井下采掘作业地点气象条件卫生标准》规定：井下 采掘作业地点在风速为0.5～1.0m/s时，干球温度不 高于28℃；风速为0.3～0.5m/s时，干球温度不高于 26℃。 国家安全生产监督管理局2011年4月22日发布的《煤 矿降温技术规范》（MT/T1136-2011)第4.2条规定： “生产矿井采掘工作面空气温度不应超过28℃，机 电设备硐室的空气温度不应超过30 ℃。” 《职业病防治法》2002年5月1日起施行。
第二节热害对机电设备的危害
矿井里的任何机电设备、电缆均是通过与环境的对 流来散发本身所产生的热量，其工作的温度、湿度 超过规定的限值附近时，必将导致设备散热困难， 以致发生故障。 有关统计表明，气温每增加1℃，井下机电设备的故 障率增加1倍以上。 机电设备的环境温度要求：我国矿用一般型机电设 备的工作环境温度≤40℃；矿用隔爆型机电设备的 ≤45℃。但不等于说，只有到了上述限值才会发生故 障，如果机电设备长期处在上述限值附近，则机电 设备故障率大增。
比利时矿山当局规定，肯派矿区停止作业的等效温度是 30度，南部煤田规定停止作业的等效温度是31度。 28度—30度之间缩短劳动时间，作业时间由8小时减为6 小时，并增加高位补贴，超30度必须停止作业，超过33 度，仅允许救护工作。 印度和意大利规定小于32度，载32—35度时，印度工作 时间为6小时，意大利为5小时。 日本规定，气温到37度时，禁止作业，一般力求回采工 作面气温不超过30度，掘进工作面不超过31度。 法国规定合成温度tr=0.3ta+0.7tf-v）小于等于28度。
井田及矿井热害等级划分
1978年，原煤炭工业部地质局颁发的《煤炭资源 勘探地温测量的若干规定》 井田热害区等级--按原始岩温划分二级 一级热害区：31℃～37℃ 二级热害区：≧37℃ 热害矿井等级--按采掘工作面风流温度划分为三级 一级热害矿井：28℃～30℃ 二级热害矿井：30℃～32℃ 三级热害矿井： ≧ 32℃
第三章 国内外矿井热害管理 规定
第一节 国外规定
德国1984年实施的《保护健康防止高温效应的作业规定》 1、允许工作时间：非盐矿中，干球温度超过28度或等效温度 超过25度，则一天中有3小时处在等效温度29~30度的环境中， 工作时间不得超过6小时，一天之中有2.5小时处在等效温度 29~30度之中，工作时间不得超过5小时，等效温度超过30度 时，工作人员不得进行工作，达到32度时，工作人员可在个 别情况下工作。 2、适应时间：企业可暂时工作人员以原薪，首先进行2周适 应性训练后，在进行工作。 3、特殊人员：不满21岁或超过50岁的工作人员不得工作在等 效温度超过29度的环境中 等效温度TBi=0.1ta+0.9tf
第三节 全球热平衡
地球内部的生热量和地球的散热量 大地热流散热是地球表面散热的主要形式，此 外三种是，火山喷发、温泉地热带释放的热量 和地震释放能量。 根据地球物理和地球化学资料加以推断，同时 借助理论计算地心温度4500℃。
变温带 0-20米， 恒温带 20-30米， 增温带 30米以下 低温类负地热异常区小1.6℃/100m 中常温类 正常地热区 1.6-3℃/100m 高温类正地热异常区 大于3℃/100m 我们要利用的低温地热能，储存在变温带中， 即地表以下1-20米。
3、围岩散热：围岩向井巷表面传热的途径有二：一是 通过热传导自岩体深处向井巷表面传热，二是经裂隙水 将热量带到井巷。井下未被扰动的岩石温度（原岩温度） 随着与地表的距离加大而上升，原岩温度的具体数值取 决于地温梯度与埋藏深度。在大多是情况下，围岩主要 以传导的方式将热传给巷壁。 4、运输中煤炭及矸石散热 围岩散热的另一种形式，其中以在连续式输送机上的煤 炭的散热量最大，致使其周围风流的温度上升。实测表 明，在高产工作面的长距离运输巷道里，煤岩散热量可 达230KW或更高一些。
国外矿井热害情况
德国和俄罗斯的一些煤矿开采深度已达1400-1500，德 国只有5对矿井，都分布在德国西北部的鲁尔地区，现 在全靠政府补贴在生产，德国政府计划2018年以前全 部关停。波兰是欧洲的最大产煤国，总产量井工加露 采也就1.8亿吨，33对井工开采的矿井，最深1100多米， 最浅800多米，产量不足一个亿，全都采取了降温措施， 南非金矿开采深度达3800米，最深已达5000米深。加 拿大，超千米的矿井有30对，美国有11对，我国采深 超过1000米的矿井已有几十对，世界各国平均地温梯 度约 3℃/100米，我国低温梯度2-4℃/100米已探明的储 量中，我国1000—2000米深处的煤炭储量占总储量的 53.2%。
第二节 国内规定
我国2011年3月1日施行的《煤矿安全规程》第102条 规定，“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃， 机电设备峒室的空气温度不得超过28℃，当空气温度 超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并 给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30℃、 机电设备峒室超34℃时，必须停止作业。 新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计 算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。” 我国金属矿山规定，井下作业地点的空气温度不得超 过27度，化学和铀矿山规定不得超过26度。 国家安全生产监督管理总局出台的《用人单位职业健 康监护监督管理办法》6月1日起实施，进一步保护职 工的职业健康。
鹤壁六矿回采面风温高达32度，相对湿度达 99%以上1984年，4名矿工中暑倒在工作地点。
平煤五矿1996年8越30日，井下工人每天都有 中暑和被热击的，矿山救护车几乎每天都叫， 最多一次，一个班有8人中暑。
新汶孙村矿，2002年7—9月，采煤面正常有48 人，但实际出勤只有5—6人，采煤工作面几乎 瘫痪，致使三个月的产量没有正常是一个越高。
第二章矿井热害的危害
第一节 矿井热害对人的危害
1、人在高温热害矿井中工作，劳动者的身心 健康受到极大影响。在高温环境中，人的中 枢神经容易失调，从而感到精神恍惚、疲劳、 周身无力，昏昏沉沉，甚至中暑昏倒，呕吐 和湿疹等，高温高湿环境使劳动者的身体和 工作能力受到极大伤害，同时这种精神状态 成为诱发事故的原因。热害严重的矿井，会 导致热损害(1)热击（2）热痉挛（3）热衰竭
第五章矿井热源
能引起矿井气温升高的环境因素统称为矿井热源。 1、地表大气：井下的风流是从地表流入的，因而地 表大气温度、湿度与气压的日变化和季节变化， 势 必影响到井下。地面空气温度直接影响矿内空气温 度。尤其对浅井影响就更为显著。
2、通风压缩热：由于在矿井的通风过程中，流体的 自压缩温升对井下风流的参量具有较大影响，据统 计，井巷垂深每增加102米，空气由于绝热压缩释放 的热量使其温度升高1度