礦井熱害相關知識總結

1、弟一章礦井熱害：當溫濕度超過一定限度時，就會影響井下作業(yè)正常進行和礦工的身體健康，從而 使得勞動生產率降低，操作失誤率增加，工人體能消耗增大等情況出現(xiàn)，嚴重影響生產的安 全，甚至不得不停產。這種災害稱為礦井熱害。二、我國礦井熱害在礦井數(shù)量和地域性上都在不斷擴大。主要表現(xiàn)在：出現(xiàn)熱害的礦區(qū)多2.出現(xiàn)的地區(qū)多3.礦區(qū)內出現(xiàn)熱害的礦井數(shù)量多傳統(tǒng)熱害礦井熱害嚴重程度加大三、礦井熱害類型劃分應遵循以下原則：地溫的賦存狀態(tài)2.深部熱源導熱載體的性質3.人為因素造成的礦井熱害。四、礦井熱害類型的劃分1.巖溫地熱異常型災害2.深部的正常地熱增溫型熱害熱水地熱異常型熱害4.煤炭或硫化物氧化放熱。五礦井熱害的危害

2、：對人的影響：人在高溫高濕的礦井環(huán)境中勞動時，人體的熱平衡將遭到嚴重破壞，人體以對流、輻射和汗 液蒸發(fā)等方式進行散熱的能力大大減弱，造成熱量在體內蓄積，人體的溫度調節(jié)系統(tǒng)失調， 由此產生如下一系列對人體健康有害的反應：（1）體溫調節(jié)功能失調、水鹽代謝紊亂、血壓下降、嚴重時導致心肌損傷、腎臟功能下降 等生理功能改變。（2）使人產生熱疲勞、中暑、熱衰竭、熱虛脫、熱痙攣、熱疹，甚至死亡。（3）導致工人的勞動生產率大大降低，事故率增高。對礦井的影響：我國的一些礦井也因高溫使得生產能力下降，基建進度遲緩，甚至被迫停產。六、國內礦井熱害防治技術存在的問題：基礎研究投入不足，理論體系有待進一步完善。礦井熱害

3、的測量、精度不夠。各種礦井熱害防治技術優(yōu)化篩選，即熱害防治技術體系設計粗略。七、國外礦井熱害防治技術發(fā)展的特點：建立了系統(tǒng)的礦山熱力學的理論體系，并應用其解決采礦中的一些重大技術問題。應用高科技手段來解決礦井熱害治的重大技術問題。礦用制冷設備性能良好，運行安全可靠，4.礦井傳冷技術發(fā)展日新月異。八、世界礦井之最：英國是最早在井下實施空調技術的國家；德國是世界上煤礦采深最大的國家；南非規(guī)模最 大的空調系統(tǒng)；我國礦井空調技術應用始于20世紀60年代。九、冷負荷：為消除冷庫或空調空間多余熱量維持其溫度恒定，而在單位時間內向室內供應 的冷量。十：礦井冷負荷：在不考慮備用系數(shù)的前提下，應等于礦井制冷系統(tǒng)

4、的總制冷量，是指載冷 劑所吸收的熱量、供冷管道的冷損量以及供冷水泵對載冷劑的加熱量等之和。十一：總制冷量：是指載冷劑吸收的熱量、供冷管道的冷損失量以及供冷水泵對載冷劑的加熱量之和第二章礦井熱源：能引起礦井氣溫升高的環(huán)境因素。氣溫的年變化：氣溫在每一年里周期性有規(guī)律的升高和降低。氣溫日變化：因太陽輻射的日變化以及大氣中熱量累積與釋放的滯后性。巖層原始溫度沿垂直方向上大致可分為三個層帶：恒溫帶：地溫常保持恒定的帶。變溫帶：恒溫帶以上，地溫受太陽輻射熱影響的周期性變化。增溫帶：恒溫帶以下，地溫變化受控于地球內熱，隨深度增加，不斷增溫。井巷圍巖的原始溫度：指井巷周圍未被通風冷卻的原始巖層溫度。不穩(wěn)定換

5、熱系數(shù)：指井巷圍巖深部未被冷卻的巖體與空氣間的溫差為1度時，單位時間 內從每平方米巷道壁面上向空氣放出（或吸收）的熱量。地溫梯度：指在恒溫帶以下垂直深度每增加100米時，原始巖溫的升高值。（2C）地溫率：指恒溫帶以下巖層溫度每增加1度所增加的垂直深度。自壓縮過程：當可壓縮的氣體沿井巷向下流動時，其壓力溫度都要有所上升的過程。礦井主要熱源有：地表大氣狀態(tài)變化，空氣自壓縮溫升，井巷圍巖傳熱（主要原因），機 電設備放熱，運輸中煤炭及矸石放熱，熱水放熱，其他熱源。圍巖向井巷傳熱的途徑：一是借熱傳導自巖體深處向井傳熱，二是經(jīng)裂隙水借對流將熱 傳給井巷。井下熱水的放熱量主要是由水量和水溫決定的，應盡可能的

6、予以集中，并用管道或隔熱 管路將它排走，最低限度也要用加蓋板的水溝排走，切不可讓熱水在巷道里漫流。礦井熱水的防治：1、超前疏干熱水（將熱水水位降到開采深度以下。）2、對少量局部涌 出的高溫熱水進行處理（1、打排水鉆孔，利用隔熱管道推到井底水倉2、利用水泥漿封堵針 對沿裂隙噴淋滴滲的熱水）。相對熱源：流經(jīng)該熱源的風流溫度及其水蒸氣分壓力，如巖體散熱和水與風流間熱濕交 換，稱為相對熱源。絕對熱源：風流的溫度、濕度在生產中所起的作用，如機電設備放熱，稱為絕對熱源空氣自壓縮是絕對熱源。第三章溫度：溫度是描述物體冷熱狀態(tài)的物理量，是礦井表征氣候條件的主要參數(shù)之一。煤礦安全規(guī)程規(guī)定：生產礦井采掘工作面空氣

7、溫度不得超過26C，機電設備硐室空 氣溫度不得超過30Co我國現(xiàn)行評價礦井氣候條件的指標是干球溫度。礦山安全條例規(guī) 定，礦井空氣最高容許干球溫度為28 C。煤礦井下采掘作業(yè)地點分數(shù)介于0.30.5m/s時， 干球溫度不高26C。將工作環(huán)境溫度適當提高到人的可承受溫度，28C是允許的。影響因素：地面空氣溫度、壓縮或膨脹、地下巖石溫度 濕度1.定義：表示空氣中所含水蒸汽量的多少或潮濕程度。表示空氣濕度的方法：絕對濕度：每立方米空氣中所含水蒸汽的質量叫空氣的絕對濕度。飽和空氣：在一定的溫度和壓力下，單位體積空氣所能容納水蒸汽量是有極限的，超過這一 極限值，多余的水蒸汽就會凝結出來。這種含有極限值水蒸

8、汽的濕空氣叫飽和空氣，這時水 蒸氣分壓力叫飽和水蒸分壓力，其所含的水蒸汽量叫飽和濕度。相對溫度：單位體積空氣中實際含有的水蒸汽量與其同溫度下的飽和水蒸汽含量之比稱 為空氣的相對濕度3含濕量：含有1kg干空氣的濕空氣中所含水蒸汽的質量稱為空氣的含濕量。風速：礦內空氣在單位時間內流動的距離。四、焓：風流的單位熱培。壓力：它在礦井氣候測景中主要用來確定風流密度。熱量傳遞的三種基本方式：熱傳導、熱對流和熱輻射。熱傳導：穿過固體大平板的熱傳導最常見，可用傅里葉定律描述通過平板的導熱熱流量e 和熱流密度q熱流量：單位時間內通過某個給定面積的熱量。熱流密度：單位時間內通過單位面積的熱流量。熱對流：指在有溫差

9、條件下，伴隨流體的宏觀移動發(fā)生的因冷熱流體互相摻混導致的熱量 遷移。顯然是指流體內部互相間的熱景傳遞方式。熱輻射：工程上要研究的多是兩個或兩個以上物體間的輻射熱交換，常見的是某個物體表 面，不包圍它的大環(huán)境間的輻射換熱。第四章一、熱環(huán)境加到人體上的負荷（熱應力）不只取決于氣候條件（風溫、濕度、風速、氣壓，而 且還取決于勞動強度、持續(xù)時間、衣著情況及個人的特征（年齡、健康狀況、身高、體重以 及對熱的適應能力）等。二、為了保護礦工免遭井下惡劣環(huán)境的過分危害，很多國家制定、頒布了一些法律、法令和 規(guī)程。但各國所采用的指標、規(guī)定的工作時間及禁止作業(yè)的條件并不相同，有些甚至差別很 大，而且規(guī)程一般只規(guī)定

10、了氣候因素，對其他的影響因素幾乎均無明確規(guī)定。三、我國現(xiàn)行評價礦井氣候條件的指標是干球溫度。1982年國務院頒布的礦山安全條例 規(guī)定，礦井空氣最高容許干球溫度為28C，在此基礎上，我國各類礦山在安全規(guī)程中也作 出了相應的規(guī)定。五、對我國礦井氣候條件標準的建議。高溫礦井回工作面降溫設計溫度的分析?；夭晒ぷ髅娴慕禍卦O計必須以濕空氣的焓濕圖 為基礎，以回采工作面風流的熱平衡為尺度，回采工作面進口的空氣參數(shù)位于回采工作面空 冷器出口附近。它取決于空冷器冷卻后的空氣與未經(jīng)空冷器冷卻的空氣的混合工況。當工作 面的風量全部經(jīng)過空冷器時，回采工作面進口的空氣參數(shù)取決于空冷器出口的空氣工況。采 用地面集中制冷時

11、，冷水機組蒸發(fā)器出水溫度不應高于5C。到達工作面空冷器的冷煤水供 水溫度通常在7-8C。載冷劑進出口溫度差宜為7-15C。降溫設計時，通常取溫差為12C， 即空冷器供水溫度在5-8C時，出水溫度在17-20C。對我國礦井氣候條件標準的建議。生產礦井采掘工作面空氣溫度不得超過28攝氏度；機 電設備硐室的空氣溫度不得超過30攝氏度;當空氣溫度為28-30C時，風速應為2.5-4.0m/s， 并相應的縮短工作時間，給予高溫保健待遇。氣溫超過30攝氏度時，應采取降溫措施，并 將氣溫控制在28攝氏度（或低于28攝氏度）；氣溫超過32攝氏度時，應停止正常工作。礦井熱害相關行業(yè)標準規(guī)定規(guī)范的修訂完善。六、礦

12、井熱環(huán)境是指煤礦井下的空氣溫度、濕度及風速等因素綜合作用形成的微小氣候環(huán)境， 又稱礦井微氣候。七、熱環(huán)境對人生理方面的影響。對體溫調節(jié)的影響，一方面惡化了外部的散熱條件，另一方面導致體內溫度調節(jié)功能紊亂， 造成體內熱量積聚，破壞人體熱平衡。對水鹽代謝和腎臟的影響。從出汗到汗液蒸發(fā)，是人體在高溫下散熱的主要方式，在惡劣 的熱環(huán)境下，出汗使大量的氯化鈉、水溶性維生素及其他礦物鹽類隨之排出，體重下降，人 體正常水鹽代謝平衡被破壞，尿液濃縮，致使腎臟負擔加重，腎功能減退，容易發(fā)生腎病變。對神經(jīng)系統(tǒng)及心臟腸胃的影響。惡劣的熱環(huán)境會造成大腦皮質機能紊亂，心臟負擔加重， 引發(fā)腸胃疾病。八、高溫熱環(huán)境對人心理

13、方面的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面。緊張心理加重、焦慮抑郁情 緒增加、應激反應增加。九、熱環(huán)境對人工作效率及安全性的影響。主要是通過影響其生理心理狀態(tài)來實現(xiàn)的。由于 省能心理的作怪，工人可能省略了必要的操作步驟或不使用必要的安全裝置而引起傷害事 故。礦井熱環(huán)境對礦山生產效率的影響有有形和無形兩種。十、熱環(huán)境產生的應激對人的影響是多方面的。包括生理，心理和行為的反應。三個判據(jù)： 生理性指標，心理性指標和勞動安全性指標。十一、熱環(huán)境評估指標指標干球溫度td是表示環(huán)境冷熱程度的指標。濕球溫度tw能反映環(huán)境的熱濕情況，對舒適感影響很大。等效溫度teq是由于空氣的焓和水蒸氣的焓共同組成的，將焓除以濕空氣的

14、比熱容定義為 等效溫度，未涉及風速。同感溫度tff是用于表示空氣溫度，濕度及風速這三個因素對人體產生的冷熱感覺的一 個指標。以風流靜止不動、完全飽和條件下，使人產生某種熱感覺的空氣溫度（干），來與種 種不同風速、溫濕度條件下，使被測者產生與上述相同的冷熱感覺，并定義前者為后者的同 感溫度?？ㄋ仁窃u價勞動條件舒適程度的一項綜合指標，分濕卡它度和干卡它度兩種。濕卡它度 包括對流，輻射和蒸發(fā)三者綜合作用的散熱效果?？ㄋ鼫囟扔嬍悄M人體在熱濕環(huán)境下散熱 能力的一種儀器?？ㄋ鹊闹翟叫?，散熱條件越好。熱應力指標HSI是表示人體維持熱平衡所需的通過皮膚的實際蒸發(fā)熱損失不可能的最大 蒸發(fā)熱損失Emax的比

15、值。當環(huán)境的HSI100時，意味著人體開始蓄熱，體溫升高，這種熱 環(huán)境難以忍受；當HSI0時，人體開始失熱，體溫下降，容易形成冷害。三球溫度是以干、濕、黑球溫度計分別測得的溫度，按照一定比例進行加權平均算出的溫 度指標，用以規(guī)定允許接觸的高溫閾值。十二、熱感覺等級。按照7級分級法分為熱，暖和，稍暖，中性舒適，稍涼，涼，冷。十三、采掘作業(yè)地點的最高溫度30攝氏度，=100%的空氣狀態(tài)為極限狀態(tài)，在一個標準大 氣壓下，其焓值i等于99.69千焦每千克。十四、絕對吸熱能力qa是極限狀態(tài)的焓值ie與溫度為t，相對濕度為少的空氣的焓值i的 差值。6十五、相對吸熱能力qr是溫度為t，相對濕度為的空氣的焓值

16、i與極限狀態(tài)的焓值ie的 比值的百分數(shù)。r6十六、考慮生理心理及行為安全因素的指標。隨著熱應力的增高，人體將產生一系列的生理 反應心跳加快，體溫升高，汗液代謝量增大等。十七、生理性指標：體溫。體溫是判斷機體熱平衡是否受到破壞的最直接的指標。心率。心率在高溫條件下是一種簡單而靈活的指標失水量。十八、勞動安全指標：閃光融合值。人在疲勞或困倦時，閃光融合值下降。反映時間。手的握力。隨著熱應激作用，時間的延長而下降，并且熱應擊程度越高，握力下降越明顯。十九、生產環(huán)境應滿足安全性，舒適性和經(jīng)濟性的要求。模糊綜合評判方法對一個事物的評 價常常要涉及多個因素和指標評價，是在多因素相互作用下的一種綜合判斷。第

17、五章地面空氣：是由干空氣和水蒸氣組成的混合氣體，通常稱為濕空氣干空氣：是指完全不含有水蒸氣的空氣礦井風流年齡：是新鮮風流從入風井口道風流年齡計算點所途經(jīng)的時間。（其入風井口的 風流年齡最小，出風井口的風流年齡最大.礦井風流年齡與道斷面風量和風速以及從入風井 口開始的通風路線長度有關）放濕系數(shù)：巷壁與風流在單位濕勢差（一般用飽和水蒸氣壓力差表示）作用下，單位時間從 單位面積巷道壁面上，傳給風流的濕量。潮濕率：以蒸發(fā)水量之比，表示任意壁面的潮濕程度。（最大水分蒸發(fā)量）礦井的極限開采深度：指在不采取人工制冷降溫措施的情況下，并維持規(guī)定的礦內氣候衛(wèi) 生標準時，礦井可能開采的深度。濕熱比：熱濕比是濕空氣

18、狀態(tài)變化時其焓的變化和含濕量的變化的比值，它描述了濕空氣 狀態(tài)變化的方向。知識點井底車場氣溫受地面大氣，溫度影響較大，采掘工作面受其影響較小，可見地面氣溫日變 化對礦內氣溫影響不大，尤其對采區(qū)風溫幾乎沒有影響。礦井空氣與空氣成分比例不同，氣壓高，濕度大，氣溫波動幅度小。礦井空氣品質與礦井風流年齡和污染物濃度有關，礦井空氣品質是描述礦井空氣新鮮程度 的一項指標。風流通過井筒的熱濕交換三個基本過程：風流的自壓縮過程，加濕過程以及井筒圍巖的吸 熱和放熱過程。入風井筒風溫的預測方法有差分法，舍爾巴尼法，實測回歸法。礦井風流熱濕計算方法有：數(shù)學分析法，實驗室模型模擬法，現(xiàn)場實測法表示巷道中風流潮濕狀態(tài)的

19、參數(shù)：含濕量、相對濕度。表示巷壁潮濕程度的參數(shù)有：放濕系數(shù)、顯熱比、巷道潮濕率。礦井圍巖熱物性參數(shù)：巖石導熱系數(shù)，巖石比熱容，導溫系數(shù)圍巖與風流熱濕交換系數(shù)：巖壁與風流間的對流熱系數(shù)，圍巖與風流之間的不穩(wěn)定傳導 系數(shù)風溫預測兩種線路選擇方法：單線路預測法（主干線路法），全風網(wǎng)風溫預測法。礦井通風極限開采深度的確定指標：生產水平巖溫（35。，采掘工作面溫度（26。，經(jīng)濟通風量，通風極限開采深度第七章礦井非機械制冷降溫技術措施。一、非機械（一般）有4個方式：增加風量。頂板管理。通風方式。其他措施（移動空調室、 個體防護）。機械制冷有三個方式：風冷、水冷、冰冷二、礦井降溫有兩類措施一、是采取非人工冷

20、卻風流的措施;主要包括通風降溫，隔熱疏導， 個體防護等，二、是采取人工冷卻風流的措施，即礦井空調。三、增加風量可以采取以下措施：減少風阻，防止漏風，加大通風機能力，采用合理分風與 輔助風路通風法，加強通風管理等。增大風量降溫的有效性：加強通風有利于降低井下空氣溫度。加強通風有利于維持人體熱平 衡。加強通風有利于改善人體的熱環(huán)境舒適程度。所以可以增加供風量，可獲得降溫或感覺 舒適的效果。增大風量局限性：風量的增大是有限度的。任意增加風量在經(jīng)濟上不允許。當風量增加到一 定程度時，對風溫的影響就不大了。五、與風速有關的熱源稱為相對熱源（圍巖放熱、氧化放熱、熱水放熱等），與風速無關的稱 為絕對熱源（機

21、電設備、人體散熱）。六、頂板巖性、強度、吸水性等是確定頂板支護方式、選擇采空區(qū)處理方法的主要依據(jù)。七、頂板管理井下風流升溫最主要的影響因素是風流通過的巷道圍巖溫度和巷道散熱面積。噴射混凝土 支護是一種常見的支護方式。短路風流，在經(jīng)過采空區(qū)后，吸收大量的熱量，并在回采工作面出口及回風平巷中與主風 流混合。采煤工作面是主要升溫段。全面充填法管理，頂板對改善采煤工作面的氣候是有利的。采煤方法集中生產，加大礦井開發(fā)強度，提高單產單進，雖然采掘工作面熱量有所增加，但采掘工 作面減少，井下圍巖總散熱減少，有利于提高人工制冷冷卻風流的效果，相應降低噸煤成本 的降溫費用。研究表明，采取集中生產后產量提高一倍，

22、可使回工作面末端的風溫降低1 4C。采用后退式采煤法時，到達工作面的風流溫度要低22.5C。采用傾斜長壁采煤法，通風線路短，有效風量提高，對改善采煤工作面的氣候條有利八。通風方式選擇合理的礦井通風系統(tǒng)。一盡可能減小進風路線的長度。二盡量避免煤流與風流反向運 行。三回采工作面采用下行風降溫。在其他條件相同時，不同礦井通風系統(tǒng)的通風降溫效果 不同：分區(qū)式通風系統(tǒng)最佳，對角式風系統(tǒng)次之，中央式通風系統(tǒng)較差。改革通風方式研究表明：用下行通風代替上行通風。有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出的采煤工作面有不 得采用下行通風的規(guī)定。當風流方向和煤流方向一致時也可取得一定效果。大多數(shù)情況下，下行通風即同向通風，

23、兼有下行通風不同向通風的優(yōu)點，但這些數(shù)據(jù)僅適 用于較大的開采深度和較高的日產量，采用時相應安全措施必須到位，瓦斯?jié)舛炔荒艹?。薄煤層中，回采工作面風量受限，當較大深度及較高工作面單產時，采用U形、Z形通風 方式將出現(xiàn)不利氣候狀況，可采用Y形通風。采用Y形通風，工作面本身氣候條件并未改善，采用有三條通風巷，如W形通風。移動空調室：將井下工人與熱環(huán)境隔離開來，再用先進的適于井下使用的空冷器向熱渾守供 冷，使熱障內環(huán)境質量達到煤礦安全規(guī)程的要求。用于固定作業(yè)和半固定作業(yè)。個體防護：讓礦工穿戴輕便的冷卻服或冷卻帽，以防止環(huán)境熱對流和熱輻射對人體的侵害， 同時使人體自身的產熱量傳給冷卻服或冷卻帽中的冷媒

24、。常用冷卻服有；壓氣冷卻服。冷水冷卻服。干冰冷卻服。隔熱疏導：采取各種有效措施，將礦井熱源與風流隔離開來，或將熱源直接引入礦井回風流 中。2.措施：巷道隔熱。管道與水溝隔熱。井下發(fā)熱量大的大型機電硼室應獨立通風。九。其他技術措施：減少采空區(qū)漏風。預冷煤層。煤體排熱。減少氧化放熱。排除機械放熱 防止壓風管道的加熱。第八章一、機械制冷基本原理：要實現(xiàn)上述目標，需要用以下幾個主要部件構成一個制冷循環(huán)：蒸 發(fā)器壓縮機、冷凝器和膨脹閥（節(jié)流閥），以及連接它們的管件、控制和安全儀表等。制冷工藝流程：具有較高壓力Pk的制冷劑液體，經(jīng)過膨脹閥的節(jié)流膨脹向具有較低壓力 Po（對應蒸發(fā)溫度為to）的蒸發(fā)器噴射，并

25、迅速蒸發(fā)。在蒸發(fā)過程中，吸收流過蒸發(fā)器的載 冷劑（冷水）的熱景，使載冷劑達到所要求的溫度，從而獲得所需要的低溫冷水。蒸發(fā)后的制 冷劑蒸氣，被壓縮機吸人并壓縮成為具有較高壓力PK的氣體，再進入冷凝器。在壓力為PK（對 應的沸騰溫度或冷凝溫度為tK）的冷凝器中，氣態(tài)制冷劑的熱量被冷卻水吸收，因此制冷劑 蒸氣冷凝為液體，液化后的制冷劑重新流向膨脹閥，這樣就構成一個循環(huán)。通過分析整個循環(huán)，可以看出是由下列四個過程組成，分別為蒸發(fā)過程、壓縮過程、冷凝 過程及節(jié)流過程。二、在常壓下，當液體變?yōu)闅怏w或氣體變?yōu)橐后w時，盡管施加或降低了潛熱，但溫度均保持 不變。三、四大件蒸發(fā)器：吸熱蒸發(fā)，制冷劑與冷凍水進行熱交

26、換的設備，對外輸出冷量。制冷劑從冷凍水中 吸熱，在蒸發(fā)器中產生氣化，從而實現(xiàn)蒸發(fā)制冷。壓縮機：蒸氣壓縮，從蒸發(fā)器中抽吸制冷劑蒸氣并進行壓縮。冷凝器：放熱冷凝，制冷劑與冷卻介質進行熱交換的設備，對外輸出熱量。制冷劑蒸氣在其 中冷卻、冷凝，釋放的熱量由空氣或水等介質帶走。節(jié)流閥：節(jié)流降壓，經(jīng)冷凝器冷凝后的高壓液態(tài)制冷劑轉變?yōu)榈蛪旱囊后w，為制冷劑在低溫 低壓下氣化創(chuàng)造條件；制冷循環(huán)過程：蒸發(fā)過程狀態(tài)點B的制冷劑流過蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內受熱而蒸發(fā)。每1kg制冷劑在蒸發(fā)器內吸收的熱 量稱為單位制冷量qo,則qo=iC-iB壓縮過程：由蒸發(fā)器出來的干飽和蒸汽(狀態(tài)點C)被壓縮機吸人，經(jīng)壓縮機絕熱壓縮后以 較

27、高壓力釋放至冷凝器中，即狀態(tài)點E。在壓縮過程中，壓縮機每輸送1kg制冷劑所消耗的功稱單位功Al。，由于節(jié)流過程中制冷劑 對外不做功，所以循環(huán)的單位功就是壓縮機的單位功：Alo=iD-iC冷凝過程：由壓縮機出來的過熱蒸汽(狀態(tài)點D)在冷凝器內先等壓冷卻為干飽和蒸汽L而 后繼續(xù)等溫等壓冷凝為飽和液體(狀態(tài)點A)。每1kg制冷劑在冷凝器中放出的熱量稱為單位 冷凝熱 qk。 按熱力學第一定律：qk =qo +Al=(ic-iB) +(iD-ic) =iD-iB節(jié)流過程：通過膨脹閥節(jié)流，其壓力和溫度下降，即由冷凝壓力降低到蒸發(fā)壓力，這一過 程對應圖8-3中的A點到B點，制冷劑沒有做功，傳遞的熱量可以不計

28、，因此該過程為常陪 過程。在經(jīng)過膨脹閥的過程中，液體制冷劑少量蒸發(fā)，蒸發(fā)需要的熱量來自制冷劑本身制冷系數(shù)表示制冷機工作的有效程度，是制冷裝置的-一個重要技術經(jīng)濟指標。在給定的 條件下，制冷系數(shù)越大，裝置的經(jīng)濟性越好。制冷劑(冷卻水，排熱)：在制冷循環(huán)中，利用液體汽化過程來吸收被冷卻物體中的熱量， 而后在外功的作用下，又將熱量傳遞給周圍介質的工作物稱為制冷劑。常用制冷劑原則；安全、無毒、無燃燒和爆炸的危險。種類：氟利昂、無機化合物、碳氫 化合物、混合制冷劑、共沸混合制冷劑、非共沸混合制冷劑能效系數(shù)(制冷系數(shù))：制取的冷量與消耗的機械功之比，表示制冷機工作的有效程度；四、載冷劑(冷凍水，吸熱)是制

29、冷系統(tǒng)中借以傳遞熱量的中間媒介，借助它在制冷系統(tǒng)中 的循環(huán)，來吸收周圍介質的熱量，冷量通過載冷劑的循環(huán)流動傳送給被冷卻對象，產生冷效 應。載冷劑應具備的主要性能在傳遞冷量過程中，不應凝固或汽化。比熱容大。在傳遞一定冷量時，比熱容大的載冷劑流量就小，減小了循環(huán)泵的功率。密度小，黏性也小，載冷劑在循環(huán)流動過程中的阻力就小，泵的功率也小。熱導率高，可減少熱交換器的傳熱面積。穩(wěn)定性好，與大氣接觸不分解，不改變其物理化學性能。不腐蝕設備及其管路和附件。(7)價格較低。常用載冷劑水優(yōu)點：它的比熱容大、密度小、化學性能穩(wěn)定，而且價格較低。缺點是凝固點高，因此，作為載冷劑使用受到很大的限制。鹽水配制鹽水溶液的

30、凝固點，應比制冷劑的蒸發(fā)溫度低58C。五、礦井機械制冷降溫系統(tǒng)類型一、按輸送冷煤種類的不同分：風冷(直接換熱)、水冷(間接換熱)和冰冷系統(tǒng)(間接換 熱)。二、根據(jù)熱力學特點分為機械制冷水降溫礦井空調系統(tǒng)、冰冷卻礦井空調系統(tǒng)、空氣壓縮式 制冷礦井空調系統(tǒng)。三、按制冷機組布置位置不同。制冷系統(tǒng)可分為地面集中式、井下集中式、井上井下聯(lián)合式 和井下分散式局部空調系統(tǒng)。機械制冷水降溫礦井空調系統(tǒng)利用制冷機制出冷水，通過管道輸送到用冷地點，然后通過風流熱交換設備將冷量傳給風流， 達到制冷降溫的目的。它由制冷、輸冷、傳冷和排熱四個基本環(huán)節(jié)組成。地面集中式空調系統(tǒng)制冷站設在地面，冷凝熱也在地面排放，井下設置高

31、低壓換熱器將一次高壓冷凍水轉換成二 次低壓冷凍水，最后在用風地點上用空冷器冷卻風流。還有另外兩種形式：集中冷卻礦井總 進風、在用風地點采用高壓空冷器優(yōu)點：1、廠房施工，設備安裝、維護、管理、和操作方便2、可采用一般型制冷設備，安全 可靠3、冷凝熱排放方便4、排熱方便5、冬季可利用地面天然冷源6、無須在井下鑿大斷面 機電硐室缺點：1、高壓冷水處理困難2、供冷管道長，冷損大3、需要在井筒中安設大直徑管道4、 一次載制冷劑需鹽水，對管道有腐蝕作用5、空調系統(tǒng)復雜。井下集中式空調系統(tǒng):制冷站設在井下.四種布置類型:地下水源排熱、地面冷卻塔排熱、 回風流排熱、集中排熱方式混合排熱。優(yōu)點：1、供冷管道短，

32、冷損??；2、無高壓冷水系統(tǒng)3、可利用礦井水或回風流排熱4、供 冷系統(tǒng)簡單，冷量調節(jié)方便；缺點：1、井下要開鑿大斷面機電硐室；2、對制冷設備有特殊要求3、基建、安裝、維護操 作和管理不方便；4、安全性差井上下聯(lián)合的空調系統(tǒng)地面、井下同時設置制冷站，冷凝熱在地面集中排放。井下制 冷機的冷凝熱借助地面制冷機冷水系統(tǒng)冷卻。優(yōu)點：1、可提高一次載冷劑的回水溫度，減少冷損；2、可利用一次載冷劑排除井下制冷機 的冷凝熱；3、可減少一次載冷劑的循環(huán)量；缺點：1、系統(tǒng)復雜2、制冷設備分散，不易管理。井下分散式局部空調系統(tǒng)優(yōu)點：1、冷量損失小2、無須在井下開鑿大斷面機電硐室3、操作簡單、靈活缺點：1、制冷設備分散

33、，不易管理2、冷凝排放困難3、安全性能差六、礦井降溫系統(tǒng)設計依據(jù)礦區(qū)氣候條件，如地表大氣的月平均溫度、月平均相對濕度和大氣壓力等。礦井各生產水平的地方資料和等地溫線圖。礦井設計生產能力、服務年限、開拓方式、采區(qū)布置和年度計劃等。采掘工程平(剖)面圖，通風系統(tǒng)圖和通風網(wǎng)絡圖。礦井通風系統(tǒng)阻力測定與分析數(shù)據(jù)，如井巷通風阻力、風阻、風量等。井巷穿過巖層的巖石熱物理性質，如導熱系數(shù)、導溫系數(shù)、比熱容和密度等。礦井涌水水溫和水量。七、礦井降溫系統(tǒng)設計的主要內容與步驟礦井熱源調查與分析，查明主要熱源及熱害程度等：據(jù)實測或預測風溫確定工作面配風量，計算需冷量，風量與冷量最優(yōu)匹配；據(jù)工作面需冷量，-般降溫措施

34、，生產發(fā)展等，確定全礦需冷量并核準；據(jù)礦井具體條件，擬定降溫方案，包括制冷站位置、供冷排熱方式、管道布置、風流冷卻 地點選擇等，技術經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)方案；據(jù)擬定的礦井空調方案，進行供冷、排熱設計，進行設備選型；進行制冷站（硐室）的土建設計，選擇合理的布置方式；進行制冷站（硐室）內自動監(jiān)控與安全防護設施設計，制定設備運行、維護管理機制：概算礦井空調的噸煤成本和其他經(jīng)濟性指標。八、礦井降溫系統(tǒng)方案確定的多目標決策法步驟礦井制冷降溫系統(tǒng)及設計方案擬訂。確定礦井制冷降溫系統(tǒng)方案決策指標及權值。確定各項指標值。將指標值轉化為評價值利用最高積分法或加相對偏差值最小法確定最優(yōu)方案。第十章一、制冷降溫技術工藝確定原則礦井降溫系統(tǒng)確定后，即對具體的制冷降溫工藝進行設計研究，包括:制冷機組的安設、供 冷水量及溫度、空冷器選型及安設、冷量長距離輸送、采掘工作面降溫效果研究等。井下制冷技術工藝設計應遵循一定的原則：1、創(chuàng)造適宜的勞動環(huán)境。2、提高可操作性，減 少對生產的影響。3、風溫預測與實測相結合。4、經(jīng)濟合理，礦井制冷降溫噸煤成本要低。二、空冷器的安設及布置方式選擇，首先要考慮工作面的降溫效果，其次，空冷器供冷要均 勻，避免溫差較大的冷害現(xiàn)象，最