【正文】 溫度、濕度和風(fēng)速三者的綜合作用所決定的，要找到一項能夠完全準(zhǔn)確地反映礦井氣候條件適宜程度的指標(biāo)是很困難的。長期以來，人們提出了多種指標(biāo)用來衡量氣候條件，主要有干球溫度、濕球溫度、同感溫度、卡他度等。此外還有四小時出汗量、比冷力、熱強(qiáng)指標(biāo)等，這里僅介紹前幾種指標(biāo)。干球溫度是我國現(xiàn)行的評價礦井氣候條件的主要指標(biāo)。一般來說，由于礦井空氣的相對濕度變化不大，所以干球溫度能在一定程度上直接反映出礦井氣候條件的好壞。而且這個指標(biāo)比較簡單，使用方便。但這個指標(biāo)只反映了氣溫對礦井氣候條件的影響，而沒有反映出氣候條件中濕度和風(fēng)速對人體熱平衡的綜合作用，因而存在較大的局限性。在相同的氣溫(干球溫度)下，若濕球溫度較低，則相對濕度較??；反之，若濕球溫度與氣溫相接近，則相對濕度較大。因此用濕球溫度這個指標(biāo)可以反映空氣溫度和相對濕度對人體熱平衡的影響，比干球溫度要合理些。但這個指標(biāo)仍沒有反映風(fēng)速對人體熱平衡的影響。同感溫度(也稱有效溫度)是1923年由美國采暖工程師協(xié)會提出的。這個指標(biāo)是通過實(shí)驗(yàn)，憑受試者對環(huán)境的感覺而得出的。實(shí)驗(yàn)時，他們先將三個受試者置于一個溫度為t相對濕度為φ、風(fēng)速為v的已知環(huán)境里，并記下他們的感受；然后讓他們到另一個溫度(用t1表示)可調(diào)，相對濕度為100％，風(fēng)速為0的環(huán)境里，通過調(diào)節(jié)溫度 t1使他們的感受與第一個環(huán)境相同，那么則稱t1為第一個環(huán)境的同感溫度。這個指標(biāo)可以反映出溫度、濕度和風(fēng)速這三者對人體熱平衡的綜合作用。顯然，同感溫度越高，人體舒適感就越差。根據(jù)上述一系列實(shí)驗(yàn)，可以繪制出同感溫度計算圖。利用該圖，只要測知空氣的干球溫度、濕球溫度和風(fēng)速，即可查得被測環(huán)境的同感溫度。同感溫度的優(yōu)點(diǎn)是同時考慮了干球溫度、濕球溫度和風(fēng)速的綜合作用。例如三個工作地點(diǎn)的氣候參數(shù)分別為：①℃，相對濕度100％，風(fēng)速0m／s；②℃，相對濕度70％，／s；⑤濕度25℃，相對濕度20％， m／s。，℃。即有同樣的散熱效果。圖13 同感溫度計算圖同感溫度是以人的主觀感受為基礎(chǔ)確定的，其客觀性和準(zhǔn)確性存在不足。例題：測得某一采煤工作面風(fēng)流的干球溫度為25℃，濕球溫度為23℃， m/s，求其同感溫度。解 ℃和23℃兩點(diǎn)A、B，并連成虛直線，該直線與風(fēng)速為1．5m/s的風(fēng)速曲線相交，由此交點(diǎn)，℃?？ㄋ扔每ㄋ嫓y定?？ㄋ嬍且环N酒精溫度計?？ㄋ嬒露擞幸粋€比普通溫度計大的貯液球，上端有一個小空腔，玻璃管上只有35℃和38℃兩個刻度，這兩個溫度的平均值恰好等于人體的正常體溫(℃)。測定時，先把貯液球置于熱水中加熱，當(dāng)酒精柱上升至小空腔的一半時取出，擦干貯液球表面水分，然后將其懸掛于待測空氣中，此時由于液球散熱，酒精柱開始下降，用秒表記下從38℃降到35℃所需時間t，即可用下式求得干卡他度Kd。圖14 卡他計 14式中 F—卡他常數(shù)，每只卡他計玻璃管上都標(biāo)有F值。干卡他度反映了氣溫和風(fēng)速對氣候條件的影響，但沒有反映空氣濕度的影響。為測出溫度、濕度和風(fēng)速三者的綜合作用效果，需要采用濕卡他度Kw。濕卡他度是在卡他計貯液球上包裹上一層濕紗布時測得的卡他度，其實(shí)測和計算方法完全與干卡他度相同。對高溫、高濕礦井用濕卡他度來衡量礦井氣候條件比干卡他度更合適。根據(jù)研究，不同勞動強(qiáng)度時較適宜的卡他度值如表111所列。表111 不同勞動強(qiáng)度時適宜的卡他度值勞動強(qiáng)度干卡他度Kd濕卡他度Kw坐或輕勞動618中等勞動825重勞動1030卡他計的設(shè)計者是想利用貯液球來模擬人體的散熱效果，即相當(dāng)于每小時從l ， 2。作為一個評價礦井氣候條件的指標(biāo)，卡他度比用一個單一的溫度指標(biāo)要好一些。但與人體相比，它的尺寸太小，其散熱效果和人體有很大的差別，有的研究資料表明，空氣對卡他計的冷卻能力是空氣對人體冷卻能力的兩至三倍。雖然有很多學(xué)者都試圖從量上來描述卡他度同人體生理反應(yīng)間的關(guān)系，但都沒有得到滿意的結(jié)果。四、井下氣候條件的改善改善井下氣候條件的目的是將井下特別是采掘工作面的空氣溫度、濕度和風(fēng)速調(diào)配得當(dāng)，以創(chuàng)造良好的勞動環(huán)境，保證礦工的身心健康。冬季氣溫較低，為保護(hù)礦工的身體健康和防止進(jìn)風(fēng)井筒、井底結(jié)冰造成提升、運(yùn)輸事故，必須對空氣預(yù)先加熱。通常采用的預(yù)熱方法是使用蒸氣或水暖設(shè)備，將一部分風(fēng)量預(yù)熱，并使其進(jìn)入井筒與冷空氣混合，以使混合后的空氣溫度不低于2℃。還有采用地溫預(yù)熱空氣的方法。 利用地溫預(yù)熱應(yīng)注意以下事項： (1)具有大量廢舊巷道和采空區(qū)的礦山，可充分利用采空區(qū)和廢舊巷道進(jìn)行預(yù)熱，采空區(qū)具有預(yù)熱面積大，風(fēng)速低，預(yù)熱效果好的優(yōu)點(diǎn)。但有放射性的礦山，采空區(qū)的氡及其子體的濃度較高，不能利用廢舊巷道和采空區(qū)進(jìn)行預(yù)熱，以免人井新鮮風(fēng)流受到含氡及其子體的空氣污染。 (2)對新建礦山，投產(chǎn)初期可采取臨時措施，進(jìn)行預(yù)熱，在上部中段部分巷道和采空區(qū)廢棄后，可調(diào)整為地溫預(yù)熱巷道。 (3)所選預(yù)熱井巷應(yīng)盡量成并聯(lián)網(wǎng)路，以降低通風(fēng)阻力，增強(qiáng)預(yù)熱效果。并聯(lián)分支的風(fēng)量以不超過20m3／s為宜。 (4) 為提高預(yù)熱效果，所選預(yù)熱巷道的巖石溫度越高越好，因此，在條件允許時，應(yīng)選距地表深的中段巷道。 (5) 全礦通風(fēng)系統(tǒng)采用壓人式通風(fēng)時，主扇可兼作預(yù)熱風(fēng)機(jī)。但主扇的風(fēng)壓要能克服全礦通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)阻力和預(yù)熱巷道的附加通風(fēng)阻力。主扇風(fēng)量應(yīng)加大10％20％。 (6)預(yù)熱巷道使用前，應(yīng)對巷道的粉塵進(jìn)行清洗。 (7)預(yù)熱巷道經(jīng)過冬季冷卻后，散失大量熱能。為了保持巷道的預(yù)熱效果，在夏季應(yīng)封閉與主風(fēng)路的聯(lián)絡(luò)道，開動預(yù)熱風(fēng)機(jī)，使地表熱空氣進(jìn)入預(yù)熱巷道，使巖體溫度增高。春、秋季停止預(yù)熱風(fēng)機(jī)，封閉預(yù)熱巷道。 目前采用的降溫手段和方法有：1）通風(fēng)降溫。建立合理的通風(fēng)系統(tǒng)，盡量避開或減少進(jìn)風(fēng)路線的熱源，縮短進(jìn)風(fēng)路線；提高礦井進(jìn)風(fēng)量，加大巷道和采掘工作面的風(fēng)速以改善氣候條件。2）制冷降溫。使用機(jī)械制冷設(shè)備強(qiáng)制制冷來降低工作面氣溫。目前機(jī)械制冷方法有三種：地面集中制冷機(jī)制冷；井下集中制冷機(jī)制冷；井下移動式冷凍機(jī)制冷。此外還有利用低溫巖層降溫、地層恒溫水降溫、制冰降溫、壓氣降溫等技術(shù)已在部分礦井應(yīng)用或研究。實(shí)踐表明，井巷內(nèi)滴水，能使礦內(nèi)濕度增至90～95％。一般應(yīng)該防止井巷內(nèi)的滴水。井筒內(nèi)有淋水時，可在含水層下部修筑積水圈等設(shè)施。為防止巷道內(nèi)滴水，可在滴水處設(shè)置擋水板，減少風(fēng)流與滴水的直接接觸，減少水分的蒸發(fā)。盡量減少進(jìn)風(fēng)流的塵源，從而減少噴霧灑水等增濕環(huán)節(jié)。減少排水系統(tǒng)的蒸發(fā)，及時清除積水，防止水溝敞開和管道泄漏等。19 / 1