矿山深部开采地温测定及高温热环境分析

矿山深部开采地温测定及高温热环境分析

张备

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摘要：矿山深部开采是一个危险且极具挑战性的工作环境，而地温则是在这样的环境中的一个重要因素。矿山深部的高温环境会对人员的生产效率、安全和健康带来不可忽视的影响。因此，矿山深部开采地温测定及高温热环境分析具有重要的意义。本文旨在研究矿山深部开采地温的测定方法和高温热环境的分析，以提供科学依据和参考建议。

关键词：矿山深部开采；地温测定；高温热环境；分析；

引言

矿山深部开采是一个具有高温环境的严峻工作条件。在这种工作环境下，人员的生产效率、安全和健康受到严重威胁，因此矿山深部开采地温测定及高温热环境分析具有重要的研究意义。本文旨在探讨矿山深部开采地温测定的方法与技术，并分析高温热环境对人员的影响，为制定合理的防护措施提供科学依据。

1地温的测定和高温热环境分析对于保证矿山生产和劳动安全的意义。

矿山深部开采面临的地温高、热环境恶劣等问题，对矿工的健康和安全构成了严重威胁。因此，研究地温的测定和高温热环境分析对于保证矿山生产和劳动安全具有重要意义。地温是指地下某一深度处的温度，与地质构造、地形地貌、地下水、大气温度等因素有关。在矿山深部开采中，地温常常会随着深度的增加而升高，达到一定程度会对矿工的身体健康和生产安全产生较大的影响。因此，测定地温对于评估矿山深部环境的恶劣程度具有重要意义。除了测量地温，分析高温热环境也是保障矿山生产和劳动安全的重要环节。矿山深部高温热环境主要表现为低氧、高温、高湿和低气流等特点，对人体健康和工作效率都产生很大影响。长期处于高温热环境下，矿工会出现头晕、乏力、口渴、恶心等症状，甚至会引起中暑和其他严重的健康问题。因此，对高温热环境进行分析和控制也是非常重要的。

2地温测定方法及技术

2.1传统地温测定方法

传统地温测定方法主要包括实时温度计和红外线测温仪。实时温度计是通过将温度计置于需要测定的地面或岩石表面，直接读取温度数值。而红外线测温仪则是通过测量物体散发出的红外线辐射来判断温度。

2.2现代地温测定技术

现代地温测定技术主要包括自动化监测系统和无线传感技术。自动化监测系统使用多个温度传感器布设在矿山深部不同位置，实时监测地温变化，并将数据传送到计算机进行分析和记录。无线传感技术则利用传感器将地温数据无线传输给数据采集终端，实现远程监测和数据收集。

3地温分布特征分析

3.1矿山深部地温分布规律

矿山深部地温分布规律受多种因素影响，包括地热梯度、地下水温度、矿体温度、大气温度和地质构造等。一般来说，地温随着深度的增加而升高，且在相同深度范围内，地温的分布不均匀。具体而言，地温分布呈现出以下特点：

1）垂直分布不均匀：地温随着深度的增加而升高，但不同层次之间的温度变化幅度不同。一般来说，地下100m深度处的地温变化较小，而深度超过500m时，地温变化幅度较大。

2）水平分布不均匀：地温的水平分布不仅受地下水的影响，还与地质构造有关。在同一深度范围内，地温高低的分布也表现出一定的不均匀性，主要与矿体的温度和地下水的流动有关。

3）季节性变化：地温还受大气温度的影响，因此随着季节的变化，地温也会发生变化。一般来说，地温随着季节的变化而波动，但这种波动范围不会太大。

3.2不同开采阶段地温变化规律

1）开采前：在未进行开采前，地温分布相对稳定，变化范围较小。这主要是因为地下没有明显的热源，而且地下水的流动比较均匀。

2）开采初期：在开采刚开始时，地温分布会发生一定的变化。这是因为矿区内的岩石结构发生了变化，地下水流动也发生了改变。同时，在开采初期，矿体对地温的影响比较小，但矿工的作业会对地下气流产生影响，也会对地温分布产生影响。

3）开采中期：在开采中期，地温分布会逐渐趋于稳定。这是因为矿体对地温的影响逐渐增加，同时，地下水流动也逐渐稳定。不过，在开采中期，也需要对地温进行定期监测，以确保矿工的安全。

4）开采后期：在开采后期，地温分布会发生较大的变化。这是因为矿体的裂隙会逐渐扩大，地下水的流动也会发生变化。同时，矿工的作业也会对地温分布产生影响，因此需要对地温进行持续的监测。

3.3地温分布与采矿工作面布局的关系

地温分布与采矿工作面布局的关系比较密切。一般来说，为了保证矿工的安全和生产效率，需要对采矿工作面进行合理布局，并采用相应的控制措施。

在采矿工作面布局方面，需要尽可能地选择地温较低的区域，同时考虑地下水流动的情况。对于地温较高的区域，需要采取相应的控制措施，如增加通风数量、降低采矿速度等。同时，还需要对地温进行定期监测，以及采取有效的措施控制地温的上升。

4高温热环境分析

4.1高温热环境的主要危害

1）中暑和热衰竭：长时间暴露在高温环境中，人体会出现中暑和热衰竭的症状。这包括头晕、乏力、口渴、恶心、呕吐等，甚至可能导致昏迷和死亡。

2）心血管系统疾病：高温环境会导致人体血液循环加速，心脏负担加重，容易引发心血管系统疾病，如心悸、心绞痛等。

3）呼吸系统疾病：高温环境下，人体的呼吸频率加快，容易导致呼吸系统疾病，如呼吸急促、喉咙干燥等。

4）其他健康问题：高温环境还会导致人体脱水、电解质紊乱、皮肤病等健康问题。

4.2高温热环境分析方法

1） 温湿度测量：通过测量矿山深部的温湿度，可以了解高温热环境的基本情况。常用的测量方法包括温湿度计、红外测温仪等。

2）空气流速测量：空气流速是高温热环境中的重要参数，可以通过测量空气流速来评估矿山深部的通风情况。常用的测量方法包括风速仪、风速传感器等。

3）人体热应激指标测量：人体热应激指标是评估高温热环境对人体影响的重要指标，常用的指标包括核心体温、心率、血压等。通过测量这些指标，可以评估矿工在高温环境下的身体状况。

4）热负荷评估：热负荷评估是评估高温热环境对人体的热负荷程度的方法。可以通过计算体感温度指数、湿球温度指数等来评估矿工在高温环境下的热负荷。

4.3高温热环境控制措施

1）通风控制：加强矿山深部的通风系统，提高空气流速和通风量，减少高温环境对矿工的影响。

2）降温措施：采用水幕降温、喷淋降温等方法，降低矿山深部的温度。

3）工作制度调整：合理安排工作时间和休息时间，避免在高温时段进行重体力劳动。

4）个体防护措施：提供适合高温环境下的劳动保护装备，如防热服、防晒伞等。

5）矿工培训和健康监测：加强矿工的高温环境防护培训，定期进行矿工的健康监测，及时发现和处理健康问题。

结束语

通过研究矿山深部开采地温测定及高温热环境分析，可以为矿山深部工作人员的安全和健康提供重要的科学依据。合理利用测温技术和分析方法，制定有效的高温防护措施，可减轻工人在高温环境下的体力负荷和疲劳程度，提高工作效率。然而，需要强调的是，在开采过程中，要始终重视工人的健康和生命安全，严格遵守相关安全操作规程和指南，确保工作环境的安全和舒适。

参考文献

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