三河尖煤矿热力参数测定及热湿源危害分析宋晓燕

第8卷第12期2012年12月

中国安全生产科学技术

Journal of Safety Science and Technology

Vol．8No．12

Dec．2012

文章编号：1673－193X（2012）－12－0174－05

三河尖煤矿热力参数测定及热湿源危害分析

宋晓燕1，谢中朋2，3

（1．华北科技学院安全工程学院，北京101601）

（2．首都经济贸易大学安全与环境工程学院，北京100026）

（3．中国矿业大学资源与安全工程学院，北京100083）

摘要：确定合理的测试方法、路线，并在对三河尖煤矿热环境参数进行分级的基础上，沿主要进、

回风路线对矿井温度、压力、风速、密度、含湿量、相对湿度、热焓以及湿卡他度等热环境参数进行

详细测定，进而对地面流经采掘工作面过程中风流路线的变化规律进行详细分析，指出它们之间

的相互变化关系。由测算数据得出风流自地面至采掘工作面热环境参数变化规律及热湿源分布，

进而确定了新暴露围岩及综采工作面围岩散热为井下最主要热源，为三河尖煤矿热湿源确定及热

害治理指明了方向。

关键词：矿井热害；高温；湿卡他度；热参数；围岩

中图分类号：X936文献标志码：A

Heat parameter determination of sanhejian mine and research of heat-harm cause

SONG Xiao-yan1，XIE Zhong-peng2，3

（1．Safety Engineering College，North China Institute of Science and Technology，Beijing101601，China）（2．Safety and Environmental Engineering Institute，Capital University of Economics and Business，Beijing100026，China）（3．Resoure and Environmental Engineering Institute China University of Mining and Technology，Beijing100083，China）

Abstract：To determine the reasonable testing methods and routes，the mine temperature，pressure，wind speed，density，moisture content，relative humidity，enthalpy and humidity catarrh of heat environment parameters were detailed determination along the main fresh air and air return route，on the basis of the Sanhejian mine heat envi-ronment parameters graded．And analyzed the wind route changes law from ground to mining working face in de-tails，and gained the relationship between them，then obtained the law of heat environment parameters variation and the distribution of heat and humidity source by the measured data．Finally identified that heat dissipation of new ex-posure of surrounding rock and fully mechanized coal face surrounding rock were the main heat source under-ground，and pointed out the direction for Sanhejian mine to identify heat wet source and manage heat-harm factors．Key words：heat-harm in mine；high temperature；humidity catarrh；thermal parameters；surrounding rock

收稿日期：2012－10－24

作者简介：宋晓燕，讲师，研究生。0引言

矿井热害是指井下风流的温度、相对湿度、风速和焓达到一定状态后，致使人体散热困难，工人感到闷热，劳动生产率下降，进而出现大汗不止、体温升

高、头昏、虚脱、呕吐等中暑症状，甚至死亡的自然灾害。矿井热害不仅影响井下作业人员的工作效率，影响矿山的经济效益，而且严重影响井下作业人员的身体健康和生命安全，严重地影响矿山的安全［1］。随着矿井开采深度的增加和采掘机械化程度的不断提高，深井高温热害已经成为制约煤矿安全开采的重大问题之一［2］。专家认为未来矿山的极限开采深度将取决于矿井降温技术和装备的发展水平，深井地温与井下气候条件的预测、热害治理已成为当前煤矿生产的重大安全技术课题［3］。

为了分析煤矿工作面作业环境的热湿状况，了解形成热害的各种热湿源大小，并为制定有效的热害治理措施提供可靠的理论依据和科学数据，必须对井巷风流热力参数及其变化规律进行准确测定和分析。

1矿井热环境参数测定和计算

1．1矿井概况

三河尖煤矿是徐州矿务集团公司主力矿井之一，原设计井型120万t/a，现实际生产能力达到165万t/a以上。矿井开拓方式采用立井单水平分区式上、下山开拓，目前主要生产水平为－700m，并建有辅助水平－530m。目前全矿共有东三、东四和西二等三个主要生产及开拓采区，并正在进行南翼采区的开拓延伸准备工作。其中东四采区为主采区：1个综放面、4个掘进面；西二采区有：1个高档面、1个掘进面、4个排水巷道；南翼采区2个掘进面、1个排水巷道和东三2个掘进面等。其系统示意图如图1所示。

1．2热力参数测算

1．2．1测定原理与方法、测点布置

沿主要进、回风路线对矿井气候（干温、湿温、空气压力、风速）进行实测，通过现场实测数据，进行统计分析，得出矿井空气温度分布状况。

（1）根据《三河尖煤矿热气候测定方案》，选定了1条主要测定路线（东四采区），同时测定井下热环境参数。

（2）每月5号、10号、15号、20号、25号和30号进行温度测定，每天分三个班进行，分别为夜班23：30时左右，早班7：30时左右，中班15：30时左右

。

图1三河尖煤矿主要通风路线示意图

从地面开始，沿风流路线分别测定主要进回风流、采区风流、硐室风流、采掘工作面进回风流的温度。1．2．2数据处理

利用计算机对测定资料进行处理，将各测点的原始记录数据，对测定数据进行处理与分析。

（1）相对湿度φ计算［4］

根据干、湿球温度差和干球温度查表得出相对湿度φ，%。

（2）含湿量d计算［5］

d=622

φ·P b

P－φ·P

b

（g/kg干空气）（1）式中：P—空气压力，hPa；

P

b

—饱和水蒸汽压力，hPa。

（3）饱和蒸汽压

P

b

=610．6e17．27t w

237．3+t w Pa（2）

式中：t

w

—湿球温度，ħ。

（4）湿空气的密度

ρ=

0．00348（P－0．379φP

b

）

273．15+t

kg/m3（3）

式中：ρ—空气密度（φ

i

≠0），kg/m3；

P—空气的绝对静压（大气压力），Pa；

t—空气的干温度，ħ；

φ—空气的相对湿度，﹪；

P

b

—饱和水蒸气压力，Pa。

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