深熱礦井環(huán)境控制

前言

本書是作者在參與國家“九五”、“十五”科技攻關(guān)過程中所取得的研究成果的總結(jié)。為了控制深井開采中出現(xiàn)的高溫環(huán)境，首先需要計(jì)算礦井的熱負(fù)荷，評價礦井熱害程度，為礦井降溫選擇經(jīng)濟(jì)合理的治理方案。為此，需要研究礦井內(nèi)空氣與圍巖的熱濕交換規(guī)律。本書第2章介紹礦井空氣物理學(xué)，第3章介紹礦井內(nèi)熱源，第5章介紹高溫礦井中的風(fēng)流運(yùn)動能量方程即是這個目的。礦井內(nèi)的高溫環(huán)境目前主要危害對象是人。人是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)。要想客觀地評價人對熱環(huán)境的感受非常困難，開展高溫環(huán)境下的人機(jī)工程學(xué)研究很有必要。本書第4章介紹高溫環(huán)境下的人機(jī)工程學(xué)。完成熱環(huán)境評價之后，自然就需要選擇治理方案，本書第6章介紹通常的一些高溫礦井熱害控制措施；第7章介紹高溫礦井通風(fēng)新技術(shù)；第8章介紹礦井空調(diào)。最后，鑒于我國目前礦井開采深度類似于南非早期的深井開采，作為借鑒，第9章介紹南非早期的礦井降溫技術(shù)。由于我國在金屬礦礦井降溫研究方面起步較晚，這方面的科研成果幾近空白，在本書的編撰過程中參考資料相當(dāng)匱乏，因而其內(nèi)容的系統(tǒng)性不可避免受到影響，但本書是作者多年研究礦井降溫的科研成果的總結(jié)，書中的內(nèi)容基本上反映了我國現(xiàn)階段金屬礦井降溫技術(shù)現(xiàn)狀。本書的出版對礦山安全開采、資源科學(xué)利用與環(huán)境保護(hù)等方面具有重要的指導(dǎo)意義。

內(nèi)容概要

　　礦井內(nèi)的高溫環(huán)境目前主要危害對象是人。人是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)。要想客觀地評價人對熱環(huán)境的感受非常困難，開展高溫環(huán)境下的人機(jī)工程學(xué)研究很有必要?！渡顭岬V井環(huán)境控制》第4章介紹高溫環(huán)境下的人機(jī)工程學(xué)。　　完成熱環(huán)境評價之后，自然就需要選擇治理方案，《深熱礦井環(huán)境控制》第6章介紹通常的一些高溫礦井熱害控制措施；第7章介紹高溫礦井通風(fēng)新技術(shù)；第8章介紹礦井空調(diào)。

書籍目錄

第1章 概論第2章 礦井空氣物理學(xué)2.1 空氣的物理性質(zhì)2.1.1 密度2.1.2 比容2.1.3 比熱2.1.4 粘性2.2 空氣的狀態(tài)2.2.1 空氣的壓力2.2.2 空氣的溫度2.2.3 空氣的濕度2.2.4 氣體狀態(tài)方程2.2.5 焓的概念2.2.6 濕空氣的焓濕圖2.3 礦井中的熱濕交換2.3.1 熱傳導(dǎo)2.3.2 對流換熱2.3.3 復(fù)合傳熱2.3.4 空氣與水之間的熱濕交換第3章 礦井內(nèi)熱源3.1 地表大氣狀態(tài)的變化3.2 空氣的自壓縮溫升3.3 圍巖傳熱3.4 機(jī)電設(shè)備放熱3.4.1 采掘機(jī)械的放熱3.4.2 提升運(yùn)輸設(shè)備的放熱3.4.3 扇風(fēng)機(jī)的放熱3.4.4 燈具的放熱3.4.5 水泵的放熱3.5 其他熱源3.5.1 氧化放熱3.5.2 熱水放熱3.5.3 人員放熱3.5.4 風(fēng)動工具第4章 高溫環(huán)境下的人機(jī)工程學(xué)4.1 人體的熱平衡4.1.1 人體的產(chǎn)熱4.1.2 人體散熱4.1.3 人體熱平衡方程4.2 人體的熱調(diào)節(jié)與熱適應(yīng)4.2.1 體溫調(diào)節(jié)的基本機(jī)理4.2.2 出汗量4.2.3 人體的熱適應(yīng)4.3 礦井內(nèi)熱環(huán)境的危害4.3.1 危害人體健康4.3.2 降低生產(chǎn)效率4.4 熱環(huán)境的評價4.4.1 評價熱環(huán)境的指標(biāo)4.4.2 礦井內(nèi)熱環(huán)境指標(biāo)的安全標(biāo)準(zhǔn)第5章 高溫礦井中的風(fēng)流運(yùn)動能量方程5.1 風(fēng)流運(yùn)動的能量方程5.1.1 不可壓縮性實(shí)際流體能量方程式5.1.2 有熱濕交換時的風(fēng)流能量方程5.2 能量方程的應(yīng)用5.2.1 巖壁與風(fēng)流間的對流換熱系數(shù)5.2.2 不穩(wěn)定傳熱系數(shù)5.3 井巷的通風(fēng)阻力5.3.1 摩擦阻力5.3.2 局部阻力和正面阻力第6章 高溫礦井熱害控制措施6.1 非人工制冷降溫技術(shù)6.1.1 礦井開拓部署和采區(qū)巷道布置的影響6.1.2 回采工作面通風(fēng)方式對風(fēng)流溫度的影響6.1.3 采煤方法及頂板管理方法對風(fēng)流溫度的影響6.1.4 增加風(fēng)量對風(fēng)流溫度的影響6.1.5 循環(huán)通風(fēng)6.1.6 特殊方法降溫6.1.7 控制熱源6.1.8 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化6.1.9 個體防護(hù)6.2 人工制冷降溫技術(shù)6.2.1 人工制冷水降溫技術(shù)6.2.2 人工制冰降溫技術(shù)6.2.3 空氣壓縮式制冷技術(shù)6.2.4 礦用空冷器的發(fā)展第7章 高溫礦井通風(fēng)新技術(shù)7.1 礦井輕便空調(diào)室技術(shù)7.1.1 礦井輕便空調(diào)室技術(shù)的基本原理7.1.2 礦井輕便空調(diào)室關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算分析7.1.3 輕便空調(diào)室專用空氣冷卻器的研制7.1.4 礦井輕便空調(diào)室專用空氣冷卻器的試驗(yàn)研究與改進(jìn)方向7.1.5 熱帳的保溫效果試驗(yàn)研究7.1.6 礦井輕便空調(diào)室技術(shù)在冬瓜山銅礦的應(yīng)用7.1.7 礦井輕便空調(diào)室的經(jīng)濟(jì)可行性分析7.1.8 小結(jié)7.2 掘進(jìn)巷道排熱通風(fēng)規(guī)律7.2.1 概述7.2.2 掘進(jìn)工作面排熱方案的優(yōu)化7.2.3 冬瓜山銅礦掘進(jìn)工作面排熱通風(fēng)實(shí)驗(yàn)研究7.3 高溫礦井個體防護(hù)技術(shù)7.3.1 個體防護(hù)技術(shù)7.3.2 冰水冷卻服的研制7.3.3 小結(jié)7.4 高溫礦井的通風(fēng)系統(tǒng)管理技術(shù)7.4.1 深熱礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化7.4.2 高溫礦井熱環(huán)境預(yù)測7.4.3 深熱礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分析實(shí)例7.4.4 小結(jié)第8章 礦井空調(diào)技術(shù)8.1 制冷原理8.1.1 蒸汽壓縮制冷循環(huán)……第9章  南非早期的深井降溫技術(shù)參考文獻(xiàn)附錄編后語

章節(jié)摘錄

插圖：（3）個體防護(hù)在熱害較嚴(yán)重又無法采用制冷措施降溫時，可用冷卻服對部分接觸熱害時間較長的作業(yè)工人進(jìn)行個體防護(hù)。（4）局部制冷在熱害比較嚴(yán)重的局部地段，例如掘進(jìn)工作面，也可以采用局部降溫措施。（5）集中制冷在上述手段不能奏效的情況下，最有效的方法就是采用礦井集中制冷。深熱礦井的熱環(huán)境問題是個巨大的技術(shù)工程，需要幾代人的刻苦努力才能獲得成功。我國的深熱礦井與國外相比存在如下幾個特點(diǎn)：1.深度相對較小，熱害尚不十分嚴(yán)重我國目前深井的開采深度大多在1000 m左右，井下巖溫在40～50℃之間。其熱害尚不十分嚴(yán)重。2.通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，管理困難我國礦山由于機(jī)械化程度較低，因而礦場的生產(chǎn)能力低。為了確保生產(chǎn)規(guī)模，只得大量增加作業(yè)面。一些小型礦山為了各作業(yè)班組的作業(yè)計(jì)量方便，也要大量增加工作面，這使得礦井通風(fēng)系統(tǒng)十分復(fù)雜。3.礦石品位低，價值不高我國目前的深井礦山，礦石價值普遍不高，使得其經(jīng)濟(jì)承受能力較差，無法采用有效的集中制冷方法改善井下作業(yè)環(huán)境。4.我國礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)比國外復(fù)雜由于我國礦山機(jī)械化程度較低，阻礙了礦山規(guī)模的擴(kuò)大，而礦石品位不高，生產(chǎn)又要求有一定的規(guī)模才能保證礦山的經(jīng)濟(jì)效益，維持礦山的簡單再生產(chǎn)，這就形成了我國礦山作業(yè)面多、作業(yè)面生產(chǎn)能力低、井下作業(yè)工人多的現(xiàn)狀。所以，我國的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)比國外復(fù)雜。

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《深熱礦井環(huán)境控制》：“十一五”國家重點(diǎn)圖書出版規(guī)劃項(xiàng)目。

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