4.2 圍巖傳熱特性影響

???? 根據(jù)傳熱學(xué)基本原理，導(dǎo)熱介質(zhì)存在溫度差，熱量將從高溫區(qū)域向低溫區(qū)域傳遞，直到溫度相等為止。原始巖體在開鑿巷道并通風(fēng)后，巷道徑向圍巖內(nèi)各點(diǎn)的溫度將隨通風(fēng)時(shí)間加長(zhǎng)而遞減，但距井巷中心某一距離的圍巖深部，圍巖仍保持著原始巖溫，未受通風(fēng)降溫的影響。把原始巖溫等溫線所包圍的范圍稱為井巷圍巖調(diào)熱圈（又稱冷卻帶），調(diào)熱圈內(nèi)的溫度分布稱為調(diào)熱圈溫度場(chǎng)。從井巷中心到調(diào)熱圈極限邊界（原始巖溫等溫線）的距離稱為調(diào)熱圈半徑R_t，其大小除受原始巖溫、風(fēng)溫、巖石熱物理性質(zhì)、通風(fēng)量等多種因素影響外，還決定于通風(fēng)經(jīng)過的時(shí)間τ。因此，調(diào)熱圈的大小是變化的，新掘進(jìn)巷道τ小，調(diào)熱圈半徑R_t?。浑S著通風(fēng)時(shí)間τ增長(zhǎng)，井巷圍巖受冷卻范圍擴(kuò)大，R_t變大；如果通風(fēng)時(shí)間足夠長(zhǎng)（約2a以上），可以認(rèn)為圍巖與風(fēng)流已充分完成熱交換，R_t接近最大值而達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，而在原始巖溫相同的同一水平巷道中，由于入風(fēng)段風(fēng)流與圍巖的溫差比下風(fēng)側(cè)大，所以下風(fēng)側(cè)R_t逐漸變小。

???? 4.3 風(fēng)流溫度的影響

???? 當(dāng)巷道表面溫度高于風(fēng)流溫度時(shí)，巷道向風(fēng)流散熱，風(fēng)流在流動(dòng)過程中是增溫加濕的。即隨著溫度的升高，風(fēng)流飽和能力加大，更多的水分蒸發(fā)進(jìn)入風(fēng)流中，使風(fēng)流的含濕量增加。

???? 在冬季地面空氣溫度較低，空氣進(jìn)入井下后，因溫度升高，空氣的飽和能力加大，使相對(duì)濕度降低，所以沿途要使井巷中的水分蒸發(fā)，進(jìn)風(fēng)路線的井巷就顯得干燥，不易產(chǎn)生霧氣；春夏秋季地面空氣溫度較高，地面空氣進(jìn)入井下后，因溫度降低，空氣的飽和能力變小，使相對(duì)濕度升高，此時(shí)空氣中的一部分蒸汽就可能凝結(jié)成水珠，形成霧氣。

???? 根據(jù)上述分析，該礦霧氣是沿程溫度下降導(dǎo)致風(fēng)流飽和能力降低造成的。風(fēng)流在流動(dòng)過程中與圍巖的換熱量，即風(fēng)流在被冷卻的過程中損失的熱量。該 換熱量與風(fēng)流的溫度、濕度、原巖溫度、風(fēng)量、巷道斷面、水力周長(zhǎng)、巷道長(zhǎng)度及風(fēng)流與圍巖間的傳熱的不穩(wěn)定傳熱系數(shù)（實(shí)效系數(shù)）等有關(guān)。

???? 4.4 濕度的影響

???? 由于東榮二礦周圍地表為水田，在春夏秋3個(gè)季節(jié)水田充水導(dǎo)致礦井周圍空氣濕度較大，其一般相對(duì)濕度在70％～80％。較該地區(qū)平均大20％～30％，且其入風(fēng)副井井筒圍巖含水量大、井筒深、淋水大。風(fēng)流在入井過程中沿途吸收水分，到達(dá)井底時(shí)含濕量大大增加，其相對(duì)濕度可達(dá)93％～98％，接近飽和。由于夏季風(fēng)流的溫度高于進(jìn)風(fēng)大巷、絞車道和入風(fēng)石門的巖壁溫度，而且圍巖的原始溫度從-500m－-400m－-380m－-325m是逐漸降低的，巖壁溫度也是依次下降的。也就是說，風(fēng)流沿程是逐漸降溫的，其飽和能力一直呈下降趨勢(shì)，因此不斷有水分析出，形成霧氣。

???? 4.5 壓力的影響

???? （1）地面空氣進(jìn)入礦井時(shí)，經(jīng)過600m深的立井，如不考慮熱交換等因素的影響，由于大氣壓力的增加，風(fēng)流將被壓縮增溫，使空氣的吸濕能力增加。

???? （2）當(dāng)突然打開進(jìn)風(fēng)大巷與輔助絞車道間的控制風(fēng)門時(shí)，輔助絞車道巷道壓力突然降低，空氣絕熱膨脹，溫度下降，使空氣的吸濕能力降低使空氣中的水分進(jìn)一步凝結(jié)，從而產(chǎn)生更大的霧氣。

???? （3）當(dāng)空氣沿進(jìn)風(fēng)上山向上流動(dòng)時(shí)，氣壓下降，溫度下降，使得空氣中的水分凝結(jié)形成霧氣。

???? 5 結(jié)論

???? （1）東榮二礦井下出現(xiàn)的霧氣不僅形成潛在的事故隱患，易導(dǎo)致礦井提升運(yùn)輸事故，使勞動(dòng)效率下降，影響礦井安全生產(chǎn)，而且加重了工作環(huán)境污染，有害人體健康。

???? （2）周圍地表為水田，在春夏秋季節(jié)水田充水導(dǎo)致礦井周圍空氣濕度較大，且其入風(fēng)副井井筒深、上部淋水大，風(fēng)流在入井過程中沿途吸收水分，空氣濕度接近飽和。

???? （3）該 礦風(fēng)流在流動(dòng)過程中與圍巖交換熱量，即風(fēng)流在被冷卻的過程中損失熱量。風(fēng)流沿程溫度下降，導(dǎo)致風(fēng)流飽和能力降低造成的。

???? （4）由于大氣壓力的增加，風(fēng)流將被壓縮增溫使空氣的吸濕能力增加。隨著巷道壓力突然降低，空氣絕熱膨脹，溫度下降，使空氣的吸濕能力降低使空氣中的水分凝結(jié)，產(chǎn)生霧氣。

???? （5）東榮二礦周圍地表為水田，在春夏秋季節(jié)水田充水導(dǎo)致礦井周圍空氣濕度較大這一情況無法改變，只有徹底治理副井井筒的淋水，使風(fēng)流與淋水隔開，降低風(fēng)流的相對(duì)濕度，避免空氣含濕量接近飽和，才能避免霧氣的產(chǎn)生。

???? （6）治理副井井筒淋水有2種可行措施：①采用注漿法封堵井筒上部的涌水通道，使得含水層中的水不能涌入礦井。②采取措施將井筒淋水收集起來用導(dǎo)水管導(dǎo)入井底。