本书系统地分析了国内外五十多年来,在矿井热环境及其控制方面的科研成果与实践经验,结合我国采矿工业的现状和发展趋势,深入浅出地论述了矿井热环境的基本特征,矿井热力计算方法,以及矿井热环境控制的基本概念、基本方法、技术及装备。本书既可作为高等院校相关专业师生的重要参考书,也可供科研、设计人员以及从事矿井热环境评价与控制的工程技术人员参考。

2 矿山地热环境
矿山地热与气象环境是人类进行采矿工程活动的*基本的自然环境,是制约采矿业发展及采矿技术应用的基本因素。
随着国民经济发展对矿物资源需求的逐年增长,矿床开采深度将不断增加,因此,矿山地热对采矿技术及采矿工艺有着极为重要的影响。在设计采矿工程系统时,必须具有完整的、系统的岩石热物理参数资料,以及深部岩体的温度资料。没有这些资料,不可能*经济、*有效地选择*佳的采矿工程系统。矿山地热环境与采矿工程活动有着密切的关系,是制约采矿工程活动的基本环境因素。
描述深矿井中高温现象,在文献中可以追溯到16世纪。1740年,法国对金属矿的地温进行了观测,18世纪末英国开始了系统的井下巷道地温观测。钻孔测温始于19世纪后半叶,在1882~1900年间欧洲有2个深钻孔测了地温,一个钻孔深为1959 m,孔底温度为69.25℃,另一个钻孔深为2221 m孔底温度为83.4℃,两个钻孔每百米的地温梯度都是3.12℃。
我国在20世纪50年代初,煤炭科学研究总院抚顺分院开始在抚顺等矿区开展了地温观测研究工作。70年代初,开滦矿区为了评价盆地深部煤炭资源的开发前景,曾进行了地温观测,以了解地温对深部资源开发的影响。1974年,中国科学院地质研究所,煤炭科学研究总院抚顺分院和平顶山矿务局合作,对平顶山矿区的地热问题进行了为期4年的研究工作,1978年提出了研究报告。同年5月,煤炭工业部在平顶山召开了由煤田地质勘探、矿山地热及矿井降温科技人员参加的矿山地温工作会议。
……

1 矿山大气环境
1.1 地面空气的组成及其参数变化特征
1.1.1 地面空气的组成
1.1.2 地面大气参数的变化特征
1.2 矿内空气的主要成分及基本特征
1.2.1 矿内空气的主要成分及有毒有害气体
1.2.2 矿内微气候的基本特征
1.3 矿内微气候的卫生标准
1.3.1 制定矿内微气候卫生标准的依据
1.3.2 国内外矿内微气候卫生标准的现状
1.3.3 对矿内微气候卫生标准的建议
1.4 矿内微气候的基本参数
1.4.1 矿内空气温度
1.4.2 空气压力
1.4.3 空气的密度与比体积
1.4.4 空气的湿度
1.4.5 空气的焓(f)
1.4.6 热量(Q)
1.5 矿用温湿图及其应用
1.5.1 绘图步骤
1.5.2 气压校正及查图方法
2 矿山地热环境
2.1 地热成因
2.1.1 地球的结构
2.1.2 地热的来源
2.2 地壳的热状况
2.2.1 地壳的热性质
2.2.2 地壳*上层的温度场
2.2.3 影响区域地温场的主要因素
2.3 矿区地温类型和热害等级
2.3.1 矿区地温类型
2.3.2 矿区热害等级
2.4 矿区深部的地温预测
2.4.1 传导型温度场
2.4.2 传导-对流型温度场
2.4.3 深部地温预测中的地形校正
2.5 矿山地热利用
2.5.1 预热进风井简
2.5.2 矿井热水的利用
2.5.3 低温地热能的提取和利用
3 矿井正常通风的热力学原理及应用
3.1 井巷热交换对风流参数的影响
3.2 干空气的热力学分析
3.2.1 风流流经水平巷道
3.2.2 风流流经垂直巷道
3.2.3 压缩流的重力分析
3.3 湿空气的热力学分析
3.3.1 有蒸发的风流
3.3.2 无蒸发气流
3.4 井巷热交换对通风压力的影响
3.4.1 在巷道正常通风条件下终端空气压力
3.4.2 自然风压
3.5 以热力学为基础的通风网路解算
3.5.1 串联
3.5.2 并联
3.5.3 复杂连接
3.5.4 巷道的局部通风阻力和巷道中装有通风机的连接
3.5.5 井巷热交换对风量分配的影响
3.5.6 考虑热交换影响时的通风网路解算
4 矿井灾变通风的热力学原理及应用
4.1 火灾气体沿巷道流动时的压力计算及网路解算
4.1.1 几项温度指标
4.1.2 火灾气体的压力
4.1.3 矿井在灾变状况下的通风网路解算
4.2 矿井火灾期的巷道热力计算
4.3 火灾气体温度的预测方法
4.4 火灾气体向巷道壁的放热系数
4.5 辐射换热系数
……
5 矿井热源
6 矿井热交换原理
7 矿井热计算实例
8 矿井热环境控制系统
9 矿井空调系统各组成部分的技术特征及其工况
10 固定制冷站的空调系统设计
11 矿井空调系统的运行
12 制冷设备的常见故障与维护
13 矿井空调系统的测试
附录
参考文献