深孔测温法学习资料

1、深孔测温法 一、矿井气候对人体健康的影响一、矿井气候对人体健康的影响 矿井气候是指矿井空气的温度、矿井气候是指矿井空气的温度、湿度和风速等参数的综合作用状态。这湿度和风速等参数的综合作用状态。这三个参数的不同组合，便构成了不同的三个参数的不同组合，便构成了不同的矿井气候条件。矿井气候条件同人体的矿井气候条件。矿井气候条件同人体的热平衡状态有密切关系，直接影响着井热平衡状态有密切关系，直接影响着井下作业人员的身体健康和劳动生产率的下作业人员的身体健康和劳动生产率的提高。提高。 二、影响矿井气候条件的因素二、影响矿井气候条件的因素 （一）矿井空气温度（一）矿井空气温度 1.影响矿井空气温度的因素影

2、响矿井空气温度的因素 1)岩层温度岩层温度 2）地面空气温度）地面空气温度 3）氧化生热）氧化生热 4）水分蒸发吸热）水分蒸发吸热 5）空气的压缩与膨胀）空气的压缩与膨胀 6）地下水）地下水 7）通风强度）通风强度 8）其他因素）其他因素2矿井空气温度的变化规律矿井空气温度的变化规律 在矿井进风路线上，矿井空气的温度主要受地面气温和在矿井进风路线上，矿井空气的温度主要受地面气温和围岩温度的影响。冬季地面气温低于围岩温度，围岩放热使围岩温度的影响。冬季地面气温低于围岩温度，围岩放热使空气升温；夏季则相反，围岩吸热使空气降温，因此在矿井空气升温；夏季则相反，围岩吸热使空气降温，因此在矿井进风路线上

3、有进风路线上有“冬暖夏凉冬暖夏凉”之感。之感。 在采区及采掘工作面等用风地段，由于地温、煤炭氧化、人在采区及采掘工作面等用风地段，由于地温、煤炭氧化、人体和设备散热等的影响，空气的温度往往是矿井中最高的，体和设备散热等的影响，空气的温度往往是矿井中最高的，特别是深度较大的矿井，在进风路线上，由于风流与围岩充特别是深度较大的矿井，在进风路线上，由于风流与围岩充分进行了热交换，采掘工作面温度基本上不受地面季节气温分进行了热交换，采掘工作面温度基本上不受地面季节气温的影响，且常年变化不大。的影响，且常年变化不大。 在回风路线上，因通风强度较大，加上水分蒸发和风流上升在回风路线上，因通风强度较大，加上

4、水分蒸发和风流上升膨胀吸热等因素影响，温度较用风地段有所下降，但常年基膨胀吸热等因素影响，温度较用风地段有所下降，但常年基本稳定。本稳定。 （二）矿井空气湿度（二）矿井空气湿度 空气湿度是指空气中所含的水蒸气量或潮湿空气湿度是指空气中所含的水蒸气量或潮湿程度。有两种表示方法：程度。有两种表示方法： 1.绝对湿度：指单位体积湿空气中所含水蒸气的绝对湿度：指单位体积湿空气中所含水蒸气的质量（质量（g/m3），用表示。），用表示。 空气在某一温度某一压力下所能容纳的最大水蒸空气在某一温度某一压力下所能容纳的最大水蒸气量称为该状态下的饱和水蒸气量，用表示。超气量称为该状态下的饱和水蒸气量，用表示。超过

5、该极限值，多余的水蒸气就会凝结出来，此时过该极限值，多余的水蒸气就会凝结出来，此时的水蒸气分压力称为饱和水蒸气分压力，用表示。的水蒸气分压力称为饱和水蒸气分压力，用表示。温度越高，空气的饱和水蒸气量越大，饱和水蒸温度越高，空气的饱和水蒸气量越大，饱和水蒸气压力也越大。气压力也越大。 2.相对湿度：指空气中水蒸气的实际含量（ ）与同温度下饱和水蒸气量（ ）比值的百分数，以 表示。用公式表示如下： =f饱F%100Ff饱%100PP饱一般情况下，在矿井进风路线上，空气的湿度随季节变化而变化。冬天冷空气进入井下后温度要升高，空气的饱和水蒸气量加大，风流沿途吸收水分，因而井巷显得干燥；夏天热空气入井下

6、后温度要降低，饱和水蒸气量逐渐减小，空气中的一部分水分凝结成水珠落下，使井巷显得潮湿，故在矿井进风路线上有“冬干夏湿”之感。在采掘工作面和回风系统，因空气温度较高且常年变化不大，空气湿度也基本稳定，一般都在90%以上，甚至接近100%。 风速是指风流的流动速度。风速过低，汗水不易蒸发，人体感到闷热，有害气体和矿尘也不能及时排散；风速过高，散热过快，易使人感冒，造成井下落尘飞扬，对安全生产和人体健康也不利，因此，井下工作地点和通风井巷中都要有一个合理的风速范围。 （三）井巷风速（三）井巷风速空气温度空气温度/151520202222242426适宜风速适宜风速/m/s0.51.01.01.52.

7、0 风速与温度之间的合适关系风速与温度之间的合适关系 井巷名称井巷名称允许风速允许风速/（m/s）最低最低最高最高无提升设备的风井和无提升设备的风井和风硐风硐15专为升降物料的井筒专为升降物料的井筒12风桥风桥10升降人员和物料的井升降人员和物料的井筒筒8主要进、回风巷主要进、回风巷8架线电机车巷道架线电机车巷道18运输机巷，采区进、运输机巷，采区进、回风巷回风巷0.256采煤工作面、掘进中采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷的煤巷和半煤岩巷0.254掘进中的岩巷掘进中的岩巷0.154其它通风人行巷道其它通风人行巷道0.15表表1-19 井巷中的允许风流速度井巷中的允许风流速度 此外，规程规程还

8、规定还规定，设有梯子间的井筒或修理中的井筒，风速不得超过8m/s；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按上表执行。 无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于上表的规定值，但不得低于0.5m/s。 综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于上表的规定值，但不得超过5m/s。 一、矿井空气温度的测定一、矿井空气温度的测定（一）（一）普通温度计测温法普通温度计测温法 （二）（二）热电偶测温法热电偶测温法 （三）（三）红外测温仪测温法红外测温仪测温法 （四）（四）温度传感器测温法温度传感器测温法 二、矿井空气湿度的测定二、矿井空气湿度的测定 （一）（一）手

9、摇式湿度计测定法手摇式湿度计测定法 （二）（二）风扇湿度计测定法风扇湿度计测定法 （三）（三）湿度传感器与湿度计测定法湿度传感器与湿度计测定法 三、井巷风速测定井巷风速测定 （一）（一）机械翼式风表测风机械翼式风表测风 （二）（二）电子翼式风表测风电子翼式风表测风 （三）（三）风速传感器风速传感器 四、四、矿井气候条件的测定矿井气候条件的测定 一、围岩温度测定一、围岩温度测定 围岩的原始温度测定是矿井热害防治的重要基础工作，所取得的数据是进行矿井热源分析及井下风流温度预测计算的重要基础参数，也是划分矿井热害等级的基本依据。 原始温度的测定一般分为两种：一是深孔测温法，二是浅孔快速测温法。两种方

10、法的选择要视测温地点的具体情况而定。因为，巷道开掘后围岩中的地温场会受到矿井排水、通风等因素的扰动，从而在围岩中形成冷却带，并且随巷道通风时间的延长，冷却带的厚度也逐渐加大。据相关资料统计，通风时间一年的巷道，冷却带厚度约为18m,二年为25m，五年以上约40m. （一）深（一）深孔测温法孔测温法 深孔测温法就是在巷道中利用钻机向围岩内打水平钻孔，其深度应大于井巷冷却带厚度，再将在实验室标定好的测温热电偶探头送入孔底，封孔，经过一定时间测得稳定的温度值即原岩温度。利用深孔测温时必须设法消除矿井排水和通风的影响，合理选择钻孔位置和钻孔深度。钻孔位置应避开地质构造和水文地质复杂地段，选择在岩性好，

11、不渗水或渗水小的地点，钻孔深度应大于该处围岩冷却带的厚度。 （二）浅孔快速测温法（二）浅孔快速测温法 浅孔快速测温是在井下连续推进的岩巷掘进工作面，在岩面暴露不超过24小时内，利用迎头的炮眼或临时专门打的23个钻孔进行测温的方法。 二、矿井气候条件的改善与评价二、矿井气候条件的改善与评价 （一）矿井气候条件的改善（一）矿井气候条件的改善 1.空气预热空气预热 1)锅炉预热。利用锅炉产生的蒸汽或热水，通过锅炉预热。利用锅炉产生的蒸汽或热水，通过空气加热器将热量传给冷空气，提高气温。通常，空气加热器将热量传给冷空气，提高气温。通常，被加热的空气量为总进风量的被加热的空气量为总进风量的1540，加热

12、，加热后的空气温度为后的空气温度为4070，加热后的空气与冷空，加热后的空气与冷空气混合后送入井下空气的温度应保持在气混合后送入井下空气的温度应保持在2以上。以上。 2)地温预热。利用地层的调温作用加热矿井的进地温预热。利用地层的调温作用加热矿井的进风流。地面冷空气进入井巷后与周围岩体发生热风流。地面冷空气进入井巷后与周围岩体发生热交换，使空气温度逐渐升高。交换，使空气温度逐渐升高。 二、矿井气候条件的改善与评价二、矿井气候条件的改善与评价 2.降温措施 1）通风降温 （1）增加风量。 （2）选择合理的通风系统。 （3）改革采煤工作面通风方式。 2）改革采煤方法和顶板管理 （1）后退式采煤法与

13、前进式相比，风阻小，风量大，有利于降温。 （2）倾斜长壁式采煤法的通风路线短，风阻小，风量大，工作面入口风流温度相应较低，对改善工作面的气候有利。 （3）采用充填法管理顶板，避免或减少了全部垮落法管理顶板所造成的采空区冒落岩石的散热和采空区热风的散热，可降低工作面风流的温度。 3）减少各种热源散热 如减少煤炭在井下的暴露时间；在高温岩壁与巷道支架之间充填隔热材料；井下大型机电设备硐室设置单独的通风道；对温度较高的压气管路和排热水管用绝热材料包裹；及时封堵或合理排除井下热水等。 4）人工制冷降温 采用一般的矿井降温措施，不能有效地解决采掘工作面的高温问题时，就必须采用矿井空调技术，来调节和改善井

14、下作业地点的气候条件，使之达到规定标准。目前常以人工制冷降温为主，人工制冷降温系统由制冷机、空气冷却器和冷却水塔三部分组成。制冷机产生的冷源通过冷媒经管道送入空气冷却器，用于冷却空气。冷媒在制冷机和空气冷却器之间循环。制冷机产生的热量由冷却水带走，经冷却水塔喷淋散热后送回制冷机循环使用。矿用制冷机多为蒸气压缩式，常用的制冷剂为氟利昂。 （二）评价矿井气候条件的主要指标 1.干球温度 干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。一般来说，由于矿井空气的相对湿度变化不大，所以干球温度能在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏。而且这个指标比较简单，使用方便。但这个指标只反映了气温对矿井气候条件

15、的影响，而没有反映出气候条件对人体热平衡的综合作用，因而存在较大的局限性。 2.湿球温度 在相同的气温(干球温度)下，若湿球温度较低，则相对湿度较小；反之，若湿球温度与气温相接近，则相对湿度较大。因此用湿球温度这个指标可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响，比干球温度要合理些。但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响，因而也存在一定的不足。3.同感温度同感温度同感温度同感温度(也称有效温度也称有效温度)是1923年由美国采暖通风工程师协会提出的，如图1-34所示。这个指标是通过实验，凭受试者对环境的感觉而得出。实验时，他们先将三个受试者置于一个温度为t、相对湿度为、风速为的已知环境里，

16、并记下他们的感受；然后把他们请到另一个温度(用t1表示)可调、相对湿度为100、风速为0的环境里，通过调节温度t1，使他们的感受与第一个环境相同，那么则称t1为第一个环境的同感温度。这个指标可以反映出温度、湿度和风速这三者对人体热平衡的综合作用。显然，同感温度越高，人体舒适感就越差。同感温度计算图三、三、煤矿安全规程煤矿安全规程中的有关规定中的有关规定煤矿安全规程规定：第一百零二条第一百零二条 进风井口以下的空气温度（干球温度，下同）必须在2以上。生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26，机电设备硐室的空气温度不得超过30；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、机电设备硐室的空气温度超过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。第一百零四条第一百零四条 矿井每年安排采掘作业计划时必须核定矿井生产和通风能力，必须按实际供风