矿井热害产生的原因、危害及防治措施

随着矿井开采深度的增加 ,矿井中高温高湿热害问题会越来越严重。笔者分析了矿井中高温高湿热害产生的具体原因、对人体的严重危害 ,并探讨了对其防治的相应措施 ,建立井下适宜的作业环境 ,保护矿工的身体健康 ,保证矿山生产安全、稳定、高效地向前发展。笔者旨在提醒人们对矿井中高温高湿热害这个问题引起重视 ,尽量减少其对人体的危害 ,采取一切有效办法 ,尽快解决矿井中高温高湿热害问题     

金属矿井热害评价体系与评价方法

为减小金属矿井热害对井下人员安全及井下开采工作的不利影响,需对井下热害进行评价和预测。基于文献调查和专家评价方法,结合工程实际,利用层次分析法构建金属矿井采矿热害评价体系,从生产能力、地质条件、矿井通风、地理环境四个方面提出17个评价指标。在分析层次分析法（AHP）确定权重不足的基础上,结合物元分析理论,建立确定金属矿井热害评价各因素权重的物元分析模型。在各评价因素权重确定的基础上,以BP神经网络作为评价工具,构建金属矿井热害综合评价预测模型。最后,以某矿山为例,进行评价和预测分析。结果表明,基于物元分析和AHP的BP深井网络评价模型预测误差最大只有3%。     

人体降温服在矿井热环境中的应用综述

降温服是一种应用于高温环境条件下的个体防护设备。根据深矿井热害治理需求,提出用人体降温服对人体直接降温的个体防护方法。结合降温服的降温原理和分类,对个体降温服国内外研究现状及其在矿井热害治理中的可能应用进行了综述和评价分析。为在深矿井热害治理中有针对性的研究、设计和应用矿用人体降温服提供参考。     

矿井高温高湿职业危害及其临界预防点确定

为预防矿井高温高湿热害对矿工身心健康造成不良影响,对矿井热源以及高温高湿环境导致的职业危害进行分析。选取等效温度(TET)和综合温度指标(TZ)作为热应力指标,调查研究矿井高温高湿环境造成的矿工疲劳问题和烦恼问题。提出在矿井特殊环境下导致矿工疲劳和烦恼的临界预防点—TET指标临界值和TZ指标临界值分别为28.48℃和26.14℃,并给出矿井临界深度745 m。结果表明:提出的临界预防值与国内外已经制定的标准有一定的一致性。矿井开采超过临界深度后,矿工疲劳、烦恼影响程度将随开采深度急剧增加。不同深度矿井应该采取不同的降温标准。     

矿井季节性热害治理技术探讨

针对地面气候条件变化对矿井气候的影响,提出了矿井季节性热害的概念。通过对矿井季节性热害影响因素分析,按原岩温度大小将其季节性热害划分为4类。根据矿井热害严重程度的不同,选择不同的矿井降温方法,以济三煤矿为例,探讨了采用地面集中风冷系统,降低进风温度,将湿度留在地面,解决矿井季节性热害治理的难题。     

机械降温技术在煤矿的应用

我国是世界上第一产煤大国,也是高温热害矿井最多的国家。矿井热害不仅影响着井下作业人员的工作效率,影响矿山的经济效益,还严重地影响着井下的安全生产。 新汶矿业集团华丰煤矿就是一个饱受热害威胁的矿井。目前,华丰矿开采深度已达到一1100m,深部采区由于受围岩放热和采掘生产的影响,环境温度普遍较高,     

七一一矿井下热水危害的综合治理

核工业总公司七一一矿,井下有大量高温地下水涌出,是典型的湿热型热害严重的矿山。本文根据该矿30年来积累的治理矿井热害的经验,探讨一下治理矿井热水危害的途径。一、矿井热水危害状况七一一矿一号井田总涌水量1160m~3/h,水温47～54℃、。由子热水的涌出,使井下空气温度和湿度升高。据测定,掘进工作面气温达35～41℃,相对湿度达90％以上。矿井热水的危害,主要是使井下高温区作业人员的体温和脉博明显提高。七一一矿     

井巷巷道围岩调热圈温度场分布模型及影响因素分析

开展对热害矿井的治理,基础工作是对矿井巷道周围的温度分布进行掌握,其中又以围岩调热圈的研究最为重要。本文对井巷围岩调热圈及围岩在通风条件下的散热规律进行了分析,建立了相应的数学模型来推导调热圈半径和温度场;以三河尖矿的巷道围岩调热圈为具体实例,对影响围岩调热圈半径及边界大小的若干个物理参数进行了研究。结果表明:不同区域内的调热圈半径不同,其中其半径的形成与通风时间因素的影响最为密切。测试的结果对该高温深井进行通风量控制以及热害防治有指导意义。     

矿井风流温度预测分析研究

随着煤矿机械化程度不断提高,特别是随着开采深度逐渐增加,矿井热害问题日益突显,高温环境不仅影响生产效率而且严重危害着工作人员的健康。为了更好地降低高温矿井开采时期巷道风流温度,确定合理的巷道布置方案和矿井通风系统,提出矿井巷道风流温度预测方法。以矿井通风和热力学为基础,结合网络解算,对矿井风流温度分布进行研究,总结各种类型巷道风流温度的计算方法,提出多点风流混合温度计算模型。结合具体矿井进行实际预测分析,预测结果中显示风流温度可能超限的巷道,对通风系统进行优化设计。     

高温作业环境下人体生理状态模糊综合评价

为预防高温作业环境对作业人员职业安全健康的危害,基于模糊综合评价方法研究了高温环境下人体生理状态.针对高温作业环境下人体生理指标进行测试,选取收缩压、舒张压、脉搏、口腔温度和平均皮肤温度作为生理状态评价指标,采用岭形模糊分布构造评价指标的隶属函数,利用熵权法确定生理状态评价指标的权重,引入生理状态评分(PSS)评价人体生理状态的安全等级,进而建立高温作业环境下人体生理状态模糊综合评价模型.结果表明,轻度劳动强度下男性和女性的生理状态评分比中度劳动强度稍低,女性的生理状态评分总体上比男性稍高,评价结果与主观热感受研究结果一致.     

高海拔矿山井下环境对安全人因指标影响机理研究*

为探明高海拔矿山井下作业环境对安全人因指标影响规律及致因过程,基于安全工程学原理与正交分析理论,借助高海拔环境模拟试验系统,开展单因素及正交复合因素试验,分析安全人因指标与矿山环境参数定量关系,并利用统计分析软件SPSS进行多元回归分析,构建高海拔矿山恶劣环境条件下各安全人因指标动态预测模型,通过与实测数据比对,验证模型可靠性。结果表明:人因指标动态预测模型可以有效预测高海拔矿山井下作业人员安全人因指标变化规律;氧分压、温度、湿度3项环境因素对安全人因指标存在交互影响作用。研究结果可为高海拔矿山安全生产提供理论依据。     

基于EEG的有限空间检修工脑疲劳特性研究

为了探究有限空间内检修工在高温高湿状态下的脑疲劳特征，采用对照与模拟有限空间作业环境相结合的方法，对作业人员脑电波变化进行监测，利用傅里叶变换对原波信号进行时频转换，提取相对频率、重心频率等特征参数。研究结果表明:在高温高湿的有限空间环境中，人体脑波功率变化幅度明显变大；在进入疲劳状态时有限空间环境的脑波功率低于对照组；高频的β波在高温高湿环境中减少的比例较大，平均下降7.1%；脑波重心频率由8 Hz降为6 Hz，平均下降11.3%，由α波变为θ波，大脑活动进入疲劳状态。说明有限空间的高温高湿环境对人体脑疲劳具有明显影响，可用于脑电智能穿戴监测设备监测工人脑疲劳状况。     

深井受限空间内作业人员的眼动特征研究

为探索能反映深井受限空间对作业者影响程度的眼动指标,为井下行为安全管理提供依据,将20名眼动指标相近的成员随机分为A,B两组,分别在普通环境中和高温深井环境中开展实验,以文献摘要为刺激材料,运用Tobii X2-30眼动仪进行眼动测量,运用单因素多元方差分析及多重比较法分析眼动数据。发现注视点总数、总注视时间、眼跳次数和总眼跳时间指标的差异有显著性,B组值大于A组;注视点平均注视时间、平均眨眼时间、平均瞳孔直径和总眼跳时间占比等指标无显著差异;两组被试的注视轨迹变化显著,因此 对井下人员的生理信息采集应当注重5个关键的眼动指标。     

动载下巷道围岩微震响应特征及支护研究

为探讨动载下深部巷道围岩变形特征，采用微震监测系统、顶板动态监测仪及FLAC3D 数值模拟软件研究深部工作面回采中微震活动特征及巷道变形破坏特征，模拟动载前后巷道围岩及支护体力学响应特性。研究结果表明:微震事件分布与累计损失能量均呈现出明显的3阶段特征，与工作面开采过程出现的初次来压、采空区初次见方和遇见断层现象相对应；微震事件的分布在时间和空间上具有一致性；动载下顶板破坏程度大于底板及两帮；动载扩大了巷道围岩塑性区范围，改变了围岩的受力状态，增大了围岩的变形量与支护体的受力；通过增加锚杆直径、长度、排距及提高预紧力对支护结构进行优化，现场监测数据表明，优化后支护方案保证了围岩的完整性，限制了围岩的变形，减小了锚杆受力，能够有效控制采动影响下巷道围岩的变形，对采动影响下深部巷道维护保证煤矿安全生产具有参考应用价值。     

基于不同指标无量纲化方法的岩爆预测模型优选

为研究不同指标无量纲化方法对岩爆等级预测模型精度的影响，提高岩爆预测准确率，选取应力系数、脆性系数和弹性能量指数作为预测指标。基于104组岩爆实例大样本数据，采用统一极差处理法、差异化极差处理法、平均化处理法和归一化处理法4种指标无量钢化方法，对预测指标的原始数据进行处理，建立不同的岩爆预测距离判别模型并进行工程实例应用。研究结果表明:基于平均化处理法的岩爆预测模型的回判准确率高达97.1%；对不同矿山、隧道和水电站的6个工程实例的预测结果符合实际情况，说明其是一种准确率高、方便实用的岩爆预测模型。     

热敏性能对洒水喷头控火效能影响的试验研究

为研究热敏性能对洒水喷头的动作性能、控火效能以及对建筑空间的保护性能的影响,在安装高度分别为3 m和8 m的情况下,采用快速响应喷头和特殊响应喷头进行4次足尺实体火试验。喷头公称动作温度均为68℃,响应时间指数(RTI)分别为35(m.s)1/2和65(m.s)1/2。试验结果表明,各种试验条件下,洒水喷头均能及时动作,且喷头动作后均能提供足够的消防保护,并有效将火势控制在限定区域内。采用快速响应喷头较特殊响应喷头约提前20%动作,且火场环境最高温度、顶板结构最高温度、热释放速率和货物烧损率均较特殊响应喷头低。安装高度越高,热敏性能对洒水喷头控火效能的影响越明显。     

受限空间开口对细水雾灭火有效性影响实验研究

为了探讨开口的位置与尺寸对受限空间内的细水雾灭火有效性的影响,设计了一个尺寸为1.2 m×1.2 m×1.2 m的特殊受限空间模拟实验台,开展了一系列细水雾灭火对比实验,测量了烟气温度以及灭火时间等实验参数,通过改变实验燃料、火源功率、开口尺寸、开口位置等因素来研究开口对特殊受限空间内细水雾灭火有效性的影响规律。结果表明:在特殊受限空间内,相同条件下,开口位置由下至上,细水雾抑制火灾有效性由低至高;开口尺寸由大至小,细水雾抑制火灾有效性由高至低。当开口尺寸足够小以后,细水雾抑制火灾有效性反而会逐渐增强。     

基于ARDUINO的铀矿井下环境监测及智能通风系统设计*

针对铀矿井下受限空间内氡及氡子体浓度分布特征,分析受限空间含氡作业环境对人体的危害机制,提出基于“人—机—环”互联自适应的铀矿智能通风降氡方案,架构基于ARDUINO的氡气监测及智能调控系统,设计系统的“硬件”和“软件”方案。该系统的核心硬件为ARDUINO开发板和ESP8266-WiFi模块,铀矿粉尘浓度、氡及其子体浓度、风速动态数据由相应传感器获取,通过各传感数据采集器以相应的通信协议传输至ARDUINO主控,ARDUINO主控输出指令至通风设备及报警装置。系统同时搭建网络云平台,实现环境监测的远程监控和智能通风系统的远程控制。该系统能够基于物联感知获取环境数据,进行智能控制逻辑运算并实现通风设备自适应调控响应,从而安全、高效、稳定、低耗地调控铀矿井下空气质量指数。