矿井空气及气候条件

　　（1）井下空气

　　矿井空气来源于地面空气，地面空气主要由氧、氮、二氧化碳等气体所组成，其中氧气占20.96%，氮气占79.00%，二氧化碳占 0.04%，此外还有微量稀有气体、水蒸气、灰尘和微生物等。地面空气进入矿井后，当其成分与地面空气成分相同或近似，符合安全卫生标准时，称为矿内新鲜空气。由于井下生产过程，产生了各种有毒有害的物质，使矿内空气成分发生一系列变化。其表现为：含氧量降低，二氧化碳含量增高，并混入了矿尘和有毒有害气体（如CO、NO2、H2S、SO2等），空气的温度、湿度和压力也发生了变化等。这种充满在矿内巷道中的各种气体、矿尘和杂质的混合物，统称为矿内污浊空气。

　　矿内空气的主要成分是氧、氮和二氧化碳。而氮为惰性气体，在井下变化很小。我国《金属非金属矿山安全规程》规定，矿内空气中含氧量不得低于20%；有人工作或可能有人到达的井巷，二氧化碳不得大于0.5%，总回风流中，二氧化碳不超过1%。

　　（2）矿内气候条件

　　●矿内空气的湿度、含湿量

　　矿内空气与地面空气一样，都是由于空气和水蒸气混合而成的湿空气，衡量矿内空气所含水蒸汽量的参数有湿度和含湿量。

　　影响湿度的因素有以下几种。第一，地面湿度季节的变化。阴雨季节湿度较大；夏季相对湿度较低，但气温较高，绝对湿度较大；冬季相对湿度较大，但气温较低，绝对湿度并不太高。地面湿度除受季节影响外，还与地理位置有关。第二，当矿井涌水量较大或滴水较多，由于水珠易于蒸发，则井下比较潮湿。

　　矿井湿度变化规律为：冬天地面空气温度较低，相对湿度高，进入矿井后，温度不断升高，相对湿度不断下降，沿途不断吸收井壁水分，于是出现在进风段空气干燥现象。夏天则相反，地面空气温度高，相对湿度低，进入矿井后，温度逐渐降低，相对湿度不断升高，可能出现过饱和状态，致使其中部分水蒸汽凝结成水珠，进风段显得很潮湿。这就是人们所见进风段冬干夏湿的现象。当然，在进风段有滴水时，即使是冬天仍是潮湿的。

　　空气湿度测量。湿度测量所用的仪器有毛发湿度计和干球湿度计（分为固定式、手摇式和风扇式），矿山多采用湿球湿度计。

　　●矿内空气温度

　　矿内空气温度是构成矿内气候条件的重要因素，矿内空气温度过高或过低对人体都有不良影响。矿内空气最适宜人劳动的温度是15-20℃。

　　影响矿内空气温度的主要因素如下。

　　①空气温度。地面气温对矿内气温有直接影响，对于浅井影响更为显著。地面气温一年四季有周期性变化，甚至一日之内也发生周期性变化。这种变化近似为正弦曲线。矿内气温受地面气温影响，也存在这种周期性变化，不过，随着距进风口距离的增加而逐渐减弱，达到某一定距离后，气温趋于稳定。

　　我国北方，冬季地面气温低，冷空气进入矿井后使入风段气温降低，如不预热，进风段回游冻结。而南方夏季热空气进入矿井后，会使井下气温升高，恶化作业环境。

　　②空气受压缩和膨胀。当空气沿井筒向下流动时，由于井筒加深，空气受压缩，气温升高。

　　③岩石温度的影响。地面以下岩层温度的变化可分为三带：变温带：地温随地表气温而变化，夏季岩层从空气中吸热而使地温升高，冬季则相反；恒温带：地温不受地面空气温度的影响，而保持恒定不变。恒温带的地温近似等于当地年平均气温，其深度距地面约20-30m；增温带：恒温带以下岩石的温度随深度而增加。

　　④井下气候条件的舒适性。人体由食物取得营养物质不断产生热量。所产生的热量中耗费于体力所做的机械功是很小一部分，其余部分则以热的方式散发到体外。人体所产生的热流量与劳动强度、散热条件有关。评价劳动条件舒适程度的综合指标有多种，卡他度是采用较多的一种。