【文章內(nèi)容簡介】 人體熱平衡的影響是一種綜合作用，各參數(shù)之間相互聯(lián)系、相互影響。二、礦井空氣的溫度、濕度和風速（一）礦井空氣的溫度空氣的溫度是影響礦井氣候的重要因素。最適宜的礦井空氣溫度為15~20℃。礦井空氣的溫度受地面氣溫、井下圍巖溫度、機電設備散熱、煤炭等有機物的氧化、人體散熱、水分蒸發(fā)、空氣的壓縮或膨脹、通風強度等多種因素的影響，有的起升溫作用，有的起降溫作用，在不同礦井、不同的通風地點，影響因素和影響大小也不盡相同，但總的來看，升溫作用大于降溫作用，因此，隨著井下通風路線的延長，空氣溫度逐漸升高。在進風路線上，礦井空氣的溫度主要受地面氣溫和圍巖溫度的影響。冬季地面氣溫低于圍巖溫度，圍巖放熱使空氣升溫；夏季則相反，圍巖吸熱使空氣降溫，因此有冬暖夏涼之感。當然，根據(jù)礦井深淺的不同，影響大小也不相同。在采區(qū)和采掘工作面內(nèi)，由于受煤炭氧化、人體和設備散熱等影響，空氣溫度往往是礦井中最高的，特別是垂深較深的礦井，由于風流在進風路線上與圍巖充分進行了熱交換，工作面溫度基本上不受地面季節(jié)氣溫的影響，且常年變化不大。在回風路線上，因通風強度較大，加上水分蒸發(fā)和風流上升膨脹吸熱等因素影響，溫度有所下降，常年基本穩(wěn)定。（二）礦井空氣的濕度空氣的濕度是指空氣中所含的水蒸氣量或潮濕程度。有兩種表示方法：（1）絕對濕度：指單位體積濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量（g/m3），用f表示。 空氣在某一溫度下所能容納的最大水蒸氣量稱為飽和水蒸氣量，用F飽表示。溫度越高，空氣的飽和水蒸氣量越大。在標準大氣壓下，不同溫度時的飽和水蒸氣量如表19所示。表19 在標準大氣壓下不同溫度時的飽和水蒸氣量、飽和水蒸氣壓力溫度℃飽和水蒸氣量g/m3飽和水蒸氣壓力Pa溫度℃飽和水蒸氣量g/m3飽和水蒸氣壓力Pa2012814159715193151704102881618175422171932061018206516551921982705202331375721249148112226385870232811693324298479982531718106826335791143273557101227283784111311294010121402304236131496314490 （2）相對濕度：指空氣中水蒸氣的實際含量（f）與同溫度下飽和水蒸氣量（）比值的百分數(shù)，用公式表示如下： （11）式中 ——相對濕度，%； ——空氣中水蒸氣的實際含量（即絕對濕度），g/m3； ——在同一溫度下空氣的飽和水蒸氣量，g/m3 通常所說的濕度指的都是相對濕度，它反映的是空氣中所含水蒸氣量接近飽和的程度。一般認為相對濕度在50~60%對人體最為適宜。 一般情況下，在礦井進風路線上，空氣的濕度隨季節(jié)變化感覺也不同。冬天冷空氣進入井下后溫度要升高，空氣的飽和水蒸氣量加大，沿途吸收水分，因而井巷顯得干燥；夏天的熱空氣入井后溫度要降低，飽和水蒸氣量逐漸減小，空氣中的一部分水分凝結(jié)成水珠落下，使井巷顯得潮濕，故有冬干夏濕之感。在采掘工作面和回風系統(tǒng)，因空氣溫度較高且常年變化不大，空氣濕度也基本穩(wěn)定，一般都在90%以上，甚至接近100%。 除了溫度的影響以外，礦井空氣的濕度和還與地面空氣的濕度、井下涌水大小及井下生產(chǎn)用水狀況等因素有關。 （三）井巷中的風速 風速是指風流的流動速度。風速過低，汗水不易蒸發(fā)，人體感到悶熱，有害氣體和礦塵也不能及時排散；風速過高，散熱過快，易使人感冒，并造成井下落塵飛揚，對安全生產(chǎn)和人體健康也不利，因此，井下工作地點和通風井巷中都要有一個合理的風速范圍。表110給出了井下不同溫度下適宜的風速范圍。表111則是《規(guī)程》規(guī)定的不同井巷中的允許風速標準。表110 風速與溫度之間的合適關系空氣溫度/℃＜1515~2020~2222~2424~26適宜風速/m/s＜＜＞＞＞表111 井巷中的允許風流速度井巷名稱允許風速/（m/s）最低最高無提升設備的風井和風硐15專為升降物料的井筒12風橋10升降人員和物料的井筒8主要進、回風巷8架線電機車巷道8運輸機巷，采區(qū)進、回風巷6采煤工作面、掘進中的煤巷和半煤巖巷4掘進中的巖巷4其它通風人行巷道此外，《規(guī)程》還規(guī)定，設有梯子間的井筒或修理中的井筒，風速不得超過8m/s；梯子間四周經(jīng)封閉后，井筒中的最高允許風速可按上表執(zhí)行。無瓦斯涌出的架線電機車巷道中的最低風速可低于上表的規(guī)定值。綜合機械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機噴霧降塵等措施后，其最大風速可高于上表的規(guī)定值，但不得超過5m/s。三、衡量礦井氣候條件的指標和安全標準 （一）衡量礦井氣候條件的指標由于影響人體熱平衡的環(huán)境條件很復雜，各個國家對礦井氣候條件采用的評價指標也不盡相同。其中干球溫度是我國現(xiàn)行的最簡單的評價礦井氣候條件指標之一，但它只反映了溫度對礦井氣候條件的影響，不太全面，其它評價指標也都有一定的局限性。所以，目前尚無一項指標能完全準確地反映出環(huán)境條件對人體熱平衡的綜合影響。本章僅介紹一種歐美等國較為常用的“等效溫度”（也稱同感溫度）指標。 等效溫度是1923年由美國采暖通風工程師協(xié)會提出的。這個指標是通過實驗，憑受試者對環(huán)境的感覺而得出的。實驗時，先把三個受試者置于某一溫度、濕度、風速的已知環(huán)境中，并記下自己的感受；然后，再將他們換到另一個相對濕度為100%、風速為0、溫度可調(diào)的環(huán)境中，通過調(diào)節(jié)此時的溫度，找到與原來的環(huán)境相同的感覺，此時的溫度值就稱為原環(huán)境的有效溫度。這個指標可以反映出溫度、濕度和風速對人體熱平衡的綜合作用，顯然，等效溫度越高，人體舒適感就越差。但這種方法在礦井的高溫高濕條件下，濕度與風速對氣候條件的影響反映不足，也沒有考慮輻射換熱的效果，所以同樣存在著局限性。 井下某一地點等效溫度的測算方法是：用干濕球溫度計（如風扇濕度計）測出空氣的干球溫度和濕球溫度，再用風表測出該地點風流的風速，然后從圖14所示的等效溫度計算圖上查得相應的等效溫度值。圖14 等效溫度計算圖例11 測得井下某一工作面風流的干球溫度為17℃，濕球溫度為16℃，求其等效溫度。 解：在圖14的左、右標尺上分別找到17℃和16℃兩點m、n,并連成虛線，根據(jù)交點位置可在等效溫度標尺上查出等效溫度為10℃。 （二）礦井氣候條件的安全標準 我國現(xiàn)行的評價礦井氣候條件的指標是干球溫度。《規(guī)程》規(guī)定： 進風井口以下的空氣溫度必須在2℃以上。生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26℃，機電設備硐室的空氣溫度不得超過30℃；當空氣溫度超過時，必須縮短超溫地點工作人員的工作時間，并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過30℃、機電設備硐室的空氣溫度超過34℃時，必須停止作業(yè)。四、礦井空氣溫度和濕度的測定（一）礦井空氣溫度的測定℃并經(jīng)校正的溫度計。測溫時間一般在8：00—16：00h的時間內(nèi)進行。測定溫度的地點應符合以下要求：掘進工作面空氣的溫度測點，應設在工作面距迎頭2m處的回風流中。長壁式采煤工作面空氣溫度的測點，應在工作面內(nèi)運輸?shù)揽臻g中央距回風道口15m處的風流中。采煤工作面串聯(lián)通風時，應分別測定。機電硐室空氣溫度的測點，應選在硐室回風道口的回風流中。此外，測定氣溫時應將溫度計放置在一定地點10min后讀數(shù)，讀數(shù)時先讀小數(shù)再讀整數(shù)。溫度測點不應靠近人體、發(fā)熱或制冷設備。（二）空氣濕度的測定測量礦井空氣濕度的儀器主要有風扇濕度計何手搖濕度計，它們的測定原理相同。常用的是風扇濕度計（又稱通風干濕表），如圖15所示，它主要由兩支相同的溫度計2和一個通風器6組成，其中一只溫度計的水銀液球上包有濕紗布，稱為濕溫度計，另一只溫度計稱為干溫度計，兩只溫度計的外面均罩著內(nèi)外表面光亮的雙層金屬保護管5，以防熱輻射的影響；通風器6內(nèi)裝有風扇和發(fā)條，上緊發(fā)條，風扇轉(zhuǎn)動，使風管7內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的氣流，干、濕溫度計的水銀球處在同一風速下。圖15 風扇濕度計1—干球溫度計；2—濕球溫度計；3—濕棉紗布；5—雙層金屬保護管； 6—通風器；7—風管測定相對濕度時，先用儀器附帶的吸水管將濕溫度計的棉紗布浸濕，然后上緊發(fā)條，小風扇轉(zhuǎn)動吸風，空氣從兩個金屬保護管5的入口進入，經(jīng)中間風管7由上部排出。由于濕球表面的水分蒸發(fā)需要熱量，因而濕球溫度計的溫度值低于干球溫度計的溫度值，空氣的相對濕度越小，蒸發(fā)吸熱作用越顯著，干濕溫度差就越大。根據(jù)濕溫度計的讀數(shù)（′，℃）和干、濕度計的讀數(shù)差值（△，℃），由表112即可查出空氣的相對濕度（）。表112 由風扇濕度計讀數(shù)值查相對濕度濕球示度/℃干濕溫度計示度度差/℃0相對濕度/% 0100918375676154484237312722181411009183766962565044393430252117210092847770645852474237332824213100928578726560544944