(1)井下空氣
礦井空氣來(lái)源于地面空氣,地面空氣主要由氧、氮、二氧化碳等氣體所組成,其中氧氣占20.96%,氮?dú)庹?9.00%,二氧化碳占 0.04%,此外還有微量稀有氣體、水蒸氣、灰塵和微生物等。地面空氣進(jìn)入礦井后,當(dāng)其成分與地面空氣成分相同或近似,符合安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí),稱為礦內(nèi)新鮮空氣。由于井下生產(chǎn)過(guò)程,產(chǎn)生了各種有毒有害的物質(zhì),使礦內(nèi)空氣成分發(fā)生一系列變化。其表現(xiàn)為:含氧量降低,二氧化碳含量增高,并混入了礦塵和有毒有害氣體(如CO、NO2、H2S、SO2等),空氣的溫度、濕度和壓力也發(fā)生了變化等。這種充滿在礦內(nèi)巷道中的各種氣體、礦塵和雜質(zhì)的混合物,統(tǒng)稱為礦內(nèi)污濁空氣。
礦內(nèi)空氣的主要成分是氧、氮和二氧化碳。而氮為惰性氣體,在井下變化很小。我國(guó)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》規(guī)定,礦內(nèi)空氣中含氧量不得低于20%;有人工作或可能有人到達(dá)的井巷,二氧化碳不得大于0.5%,總回風(fēng)流中,二氧化碳不超過(guò)1%。
。2)礦內(nèi)氣候條件
●礦內(nèi)空氣的濕度、含濕量
礦內(nèi)空氣與地面空氣一樣,都是由于空氣和水蒸氣混合而成的濕空氣,衡量礦內(nèi)空氣所含水蒸汽量的參數(shù)有濕度和含濕量。
影響濕度的因素有以下幾種。第一,地面濕度季節(jié)的變化。陰雨季節(jié)濕度較大;夏季相對(duì)濕度較低,但氣溫較高,絕對(duì)濕度較大;冬季相對(duì)濕度較大,但氣溫較低,絕對(duì)濕度并不太高。地面濕度除受季節(jié)影響外,還與地理位置有關(guān)。第二,當(dāng)?shù)V井涌水量較大或滴水較多,由于水珠易于蒸發(fā),則井下比較潮濕。
礦井濕度變化規(guī)律為:冬天地面空氣溫度較低,相對(duì)濕度高,進(jìn)入礦井后,溫度不斷升高,相對(duì)濕度不斷下降,沿途不斷吸收井壁水分,于是出現(xiàn)在進(jìn)風(fēng)段空氣干燥現(xiàn)象。夏天則相反,地面空氣溫度高,相對(duì)濕度低,進(jìn)入礦井后,溫度逐漸降低,相對(duì)濕度不斷升高,可能出現(xiàn)過(guò)飽和狀態(tài),致使其中部分水蒸汽凝結(jié)成水珠,進(jìn)風(fēng)段顯得很潮濕。這就是人們所見(jiàn)進(jìn)風(fēng)段冬干夏濕的現(xiàn)象。當(dāng)然,在進(jìn)風(fēng)段有滴水時(shí),即使是冬天仍是潮濕的。
空氣濕度測(cè)量。濕度測(cè)量所用的儀器有毛發(fā)濕度計(jì)和干球濕度計(jì)(分為固定式、手搖式和風(fēng)扇式),礦山多采用濕球濕度計(jì)。
●礦內(nèi)空氣溫度
礦內(nèi)空氣溫度是構(gòu)成礦內(nèi)氣候條件的重要因素,礦內(nèi)空氣溫度過(guò)高或過(guò)低對(duì)人體都有不良影響。礦內(nèi)空氣最適宜人勞動(dòng)的溫度是15-20℃。
影響礦內(nèi)空氣溫度的主要因素如下。
①空氣溫度。地面氣溫對(duì)礦內(nèi)氣溫有直接影響,對(duì)于淺井影響更為顯著。地面氣溫一年四季有周期性變化,甚至一日之內(nèi)也發(fā)生周期性變化。這種變化近似為正弦曲線。礦內(nèi)氣溫受地面氣溫影響,也存在這種周期性變化,不過(guò),隨著距進(jìn)風(fēng)口距離的增加而逐漸減弱,達(dá)到某一定距離后,氣溫趨于穩(wěn)定。
我國(guó)北方,冬季地面氣溫低,冷空氣進(jìn)入礦井后使入風(fēng)段氣溫降低,如不預(yù)熱,進(jìn)風(fēng)段回游凍結(jié)。而南方夏季熱空氣進(jìn)入礦井后,會(huì)使井下氣溫升高,惡化作業(yè)環(huán)境。
、诳諝馐軌嚎s和膨脹。當(dāng)空氣沿井筒向下流動(dòng)時(shí),由于井筒加深,空氣受壓縮,氣溫升高。
、蹘r石溫度的影響。地面以下巖層溫度的變化可分為三帶:變溫帶:地溫隨地表氣溫而變化,夏季巖層從空氣中吸熱而使地溫升高,冬季則相反;恒溫帶:地溫不受地面空氣溫度的影響,而保持恒定不變。恒溫帶的地溫近似等于當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁,其深度距地面約20-30m;增溫帶:恒溫帶以下巖石的溫度隨深度而增加。
、芫職夂驐l件的舒適性。人體由食物取得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷產(chǎn)生熱量。所產(chǎn)生的熱量中耗費(fèi)于體力所做的機(jī)械功是很小一部分,其余部分則以熱的方式散發(fā)到體外。人體所產(chǎn)生的熱流量與勞動(dòng)強(qiáng)度、散熱條件有關(guān)。評(píng)價(jià)勞動(dòng)條件舒適程度的綜合指標(biāo)有多種,卡他度是采用較多的一種。