影响矿井气候条件的因素有_影响矿井气候条件的因素有什么多选题

2024-07-22 01:10:45

1.　矿山地质环境问题的成因分析

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矿井气候：

对流散热取决于周围空气的温度和流速；

辐射散热主要取决于环境温度；

蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。 qm-qw=qd+qz+qf+qch

qm——人体在新陈代谢中产热量，取决于人体活动量；

qW——人体用于做功而消耗的热量，qm-qw人体排出的多余热量；

qd——人体对流散热量，低于人体表面温度，为负，否则，为正；

qz——汗液蒸发或呼出水蒸气所带出的热量；

qf——人体与周围物体表面的辐谢散热量，可正，可负；

qch——人体由热量转化而没有排出体外的能量；人体热平衡时，qch=0；

当外界环境影响人体热平衡时，人体温度升高qch>0，人体温度降低， qch<0矿井气候条件的三要素是影响人体热平衡的主要因素。

空气温度：对人体对流散热起着主要作用。

相对湿度：影响人体蒸发散热的效果。

风速：影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。对流换热强度随风速而增大。同时湿交换效果也随风速增大而加强。如有风的天气，凉衣服干得快。

　矿山地质环境问题的成因分析

1.干球温度干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。特点：在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏。指标比较简单，使用方便。但这个指标只反映了气温对矿井气候条件的影响，而没有反映出气候条件对人体热平衡的综合作用。

2.湿球温度湿球温度这个指标可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响，比干球温度要合理些。但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响。

3.等效温度等效温度定义为湿空气的焓与比热的比值。它是一个以能量为基础来评价矿井气候条件的指标。

4 .同感温度同感温度（也称有效温度）是1923年由美国暖工程师协会提出的。这个指标是通过实验，凭受试者对环境的感觉而得出的同感温度计算图。

5.卡他度卡他度是1916年由英国L.希尔等人提出的。卡他度用卡他计测定。卡他度分为：干卡他度、湿卡他度干卡他度：反映了气温和风速对气候条件的影响，但没有反映空气湿度的影响。为了测出温度、湿度和风速三者的综合作用效果， K d=41.868F/t W/m 湿卡他度（Kw）：是在卡他计贮液球上包裹上一层湿纱布时测得的卡他度，其实测和计算方法完全与干卡他度相同。

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矿业开发或多或少会对地质环境造成影响破坏，有些矿山地质环境问题的产生具有必然性，有些矿山地质环境问题的产生则与矿业行为的规范程度关系密切，总而言之，导致湖南省矿山地质环境问题产生的因素主要有矿行为、选冶及治理技术以及自然因素。

一、矿行为因素

矿业开发活动过程中，地下开掘进及主动放顶、矿山地面工程建设、露天场开挖及表土剥离等矿行为，很难避免空地面变形、地下水位下降、土地占用破坏等矿山地质环境问题的发生，这是矿业活动的基本属性所致。但规范的矿业活动或矿业活动过程中事先主动取有效的矿山地质环境防护措施，将大大减少或消除矿活动对矿山地质环境的破坏程度，即使产生破坏，其恢复治理也较容易。综合分析，目前湖南省因矿行为不恰当而导致大量环境问题发生的主要方面有：

1.过度开、掠夺式开

受“大矿大开，小矿放开，有水快流，大力鼓励民营经济发展”思想的影响，矿业发展无序，高峰时期，湖南省各类矿山近两万处。据不完全统计，1998年，湖南省各类大小矿山达12417座，且还有不少非法开、民矿硐。一些矿山企业或私人团伙见矿就，盲目乱滥挖，越层越界，不留设甚至偷保安矿墙（柱）等现象十分严重，导致全省矿山地质环境问题急剧爆发，为早期矿山地质环境问题恶化的主要原因。

2.环保意识薄弱，过度追求经济效益

为了追求经济效益最大化，历史上，不顾环境和他人利益，开过程中不重视环境的保护及预防。主要表现为：废渣随意堆放而不惜占用农田、水库、河谷；废水肆意排放而不取任何净化措施；居民区、重要设施区及基本农田下方开而不留设保安矿柱，形成超深、超宽的空区；不合法矿权人或非法个人盗保安矿柱等。

3.矿山地质环境保护方面技术人员匮乏

现有的众多小矿山，或无环境保护方面的技术员，或已有的技术人员水工环专业知识欠缺，对矿床水文地质条件、工程地质条件及其复杂性等开技术条件不了解或认识不足，对可能引发的地质环境问题不会科学合理取相应的预防措施，不自觉造成了对矿山地质环境的破坏，这是造成湖南省矿山地质环境问题的一个重要因素。

4.地方保护主义思想过重

在一些地方，矿产开发成为当地的主要经济支柱，是地方财政的最大来源。历史时期，部分地方和部门片面理解“发展才是硬道理”，存在“先发展起来，再改善生态和保护环境”的错误认识，对矿产管理秩序整顿、关停小矿山、保护矿山地质环境的要求执行不力，加重了矿山地质环境的破坏。

二、技术因素

1.矿山、选技术落后，加剧了矿山地质环境问题的发生

受矿产禀赋条件限制，矿山开技术落后，用落后的“崩塌法”、“放大炮”等开技术，造成了地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害。部分井下开矿山的探水技术落后，对老窑、老空区、岩溶管道探测不完全而发生突水突泥事故，从而造成地面塌陷的发生。选矿工艺简单落后，如省内曾存在大量土法选金矿、土法炼汞、炼砷、炼硫、炼矾、炼铅锌、氰化选矿的矿山，对矿山地质环境造成了污染。全省很多矿产，特别是有色金属，共（伴）生矿多、贫矿多，由于选矿技术落后，综合利用水平低，总回收率仅40%左右，综合利用水平低，不仅浪费，增加固体废弃物排放量，而且增加了尾砂中重金属的排放，加重了环境影响的程度。

2.废渣、废水综合利用程度低，矿山地质环境恢复治理技术落后

矿业活动过程中有大量废渣、废水排放，对其综合利用，不仅能变废为宝，节约，而且能有效保护矿山地质环境。湖南省矿山废渣、废水的综合治理率不高，矿山废渣综合利用率为26.83%，废水综合利用率为11.89%。同时，目前全省矿业废渣、废水综合治理利用的技术水平较低，方法工艺较落后。矿山地质环境恢复治理是一项专业性和技术性很强的工作，但当前矿山地质灾害防治和矿区土地复垦技术研究还很薄弱。如地面变形监测可有效预防地面塌陷、空地面变形对地面设施的破坏，但目前地面变形监测尚处于探索研究阶段，而没有一套完整经济适用的监测技术体系及早掌控地面形变。就土地复垦而言，矿废水、废渣造成的以重金属污染为代表的水土污染治理难度大，目前没有形成一套普适性的治理技术来恢复治理已污染破坏的土地，致使已破坏土地的恢复治理进度十分缓慢。

三、资金因素

历史上，由于矿权人追求经济效益最大化，往往不主动对矿山地质环境破坏的风险进行及时防控。即使问题已经产生，但并不投入足够的资金进行治理恢复，从而导致大量的环境问题遗留。虽然近十年国家及地方和矿权人对矿山地质环境问题已投入了大量的治理资金进行治理，但历史欠账多，治理面积有限。

四、自然因素

矿业活动破坏了矿山地质环境平衡条件是造成矿山地质环境问题的根本原因，但湖南省矿山地质环境条件脆弱是矿业活动容易导致矿山地质环境问题加剧的另一因素。

（一）气象与水文

湖南省降水量丰富，但年分布不均，全省多年平均降水量为1426.6mm，最大可达3089mm。由于大气降水丰沛，雨量集中，常出现暴雨，日最大降雨量达423.1mm。降雨是湖南矿山产生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及水土流失的一个重要因素。气候条件十分有利于岩石的风化作用，许多矿区岩石风化强烈，降低了岩体的完整性和稳定性；同时，强烈的风化作用也降低了废石堆的稳定性，容易产生矿山地质灾害。湖南季风变化大，夏、秋季干燥风大，是尾矿库产生扬尘污染的原因之一。地表水系发育，河网密布，许多矿区地表水与地下水之间具有水力联系，地表水往往成为矿井充水、突水的主要来源。尤其是极端天气的出现，如久旱逢暴雨，随之产生大量的矿山地质环境问题。

（二）地形地貌

地形强烈切割的深沟大川是崩塌、滑坡最有利的发生地段；各级阶地和剥夷面间的斜坡地带，崩塌、滑坡也十分发育；上下陡、中间缓的折线山坡，当山坡上部成马蹄形环状地形且汇水面积大时，易产生沿基岩面滑动的土层滑坡。湖南有色金属矿床多产于崇山峻岭之中，复杂的地形条件易发生崩塌、滑坡、泥石流地质灾害。

（三）矿床地质环境条件

湖南省能源矿产赋矿层主要为二叠系龙潭煤系、石炭系测水煤系，其次为二叠系吴家坪煤系、二叠系黔阳煤系、上三叠统、下侏罗统含煤岩系等。各含煤岩系岩性主要为粉砂岩、页岩、泥岩夹砂岩或互层，页岩、泥岩力学强度低，矿井工程地质条件大多为中等至差；而龙潭煤系北型、吴家坪煤系、黔阳煤系顶板、底板或顶底板为岩溶发育且富含岩溶地下水的碳酸岩盐，断裂构造发育且导水性强，水文地质条件及矿区构造大多复杂。建筑材料矿山的石膏矿产主要赋存层位有下石炭统梓门桥组、白垩系、古近—新近系，其中梓门桥组含膏岩系直接顶板为岩溶发育中等至强烈的梓门桥组上段灰岩，间接顶板为岩溶强发育的壶天群，水文地质条件大多为复杂至中等，白垩系及古近—新近系含膏岩系岩性多为泥岩、粉砂岩，岩石固结程度较低，岩体力学强度低，矿床工程地质条件大多较差。湖南省柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山、水口山铅锌矿、七宝山金银黄铁矿等主要有色金属矿床均为接触交代型矿床，其容矿层位均为岩溶发育的碳酸岩盐，水文地质条件复杂，花垣铅锌矿赋矿层位亦为寒武系下统清虚洞组灰岩，地下河等岩溶极发育。当开上述矿产时，由于工程地质条件差，易引发空区地面变形矿等矿山地质灾害；水文地质条件复杂，则易产生岩溶地面塌陷，并导致含水层结构破坏。这也是湖南省空区地面变形灾害主要与测水煤系煤矿山、龙潭煤系（南型）煤矿山、石膏矿山有关及岩溶塌陷、含水层结构破坏主要与龙潭煤系（北型）、吴家坪煤系、黔阳煤系煤矿山、柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山铅锌矿、七宝山多金属矿等有色金属矿山有关的重要因素。

湖南省露天开矿山绝大多数为砂石黏土矿山，花岗岩、石灰岩、石英岩等石场，风化程度高，当节理、裂隙发育，开形成较陡峻的临空面时，易发生崩塌；砂场、砖瓦厂、高岭土矿、红土型金矿、淋积型锰矿开对象为第四系土（砂）体，土体力学强度低，遇水易软化，场边坡易发生崩滑现象；此外，石煤矿大多露天开，部分沉积型铁矿、磷矿也有露天开矿山，赋矿层位主要为震旦系至寒武系的江口组、陡山沱组、小烟溪组，岩性多为板岩、炭质板岩、砂质板岩，除层理外，板理、劈理均较发育，浅部风化节理十分发育，场边坡易发生滑坡与崩塌。同时，场剥离废石及矿废石量较大，往往成为泥石流的物质来源。

有色金属及石煤矿山的废渣、废水中含大量重金属元素及放射性元素，化工盐类矿山废渣、废水中含卤族元素，中高硫煤矿山及硫铁矿山废渣、废水中含大量黄铁矿，均是矿山水土污染的污染物来源。

（一） “一通三防”方面

21、矿井主要自然灾害有哪些？其中瓦斯、煤尘灾害对矿井有哪些危害？

答：矿井主要自然灾害有瓦斯、煤尘、顶板、火、水。瓦斯、煤尘的主要危害是在一定的条件下会发生爆炸，产生高温、高压，形成强大冲击波，并产生大量有害气体，造成人员伤亡和财产损失；矿尘还能使矿工患煤、矽肺病，给矿工带来痛苦。

22、矿井气候条件三要素是什么？

答：温度、湿度和风速。⑴温度是构成井下气候条件的主要因素，最适宜人们劳动的温度是15—20℃。《煤矿安全规程》规定掘工作面的空气温度不得超过26℃；机电设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。⑵空气湿度是指空气中所含水蒸气量的多少，人体最适宜的相对湿度一般为50—60%。⑶风速对人体散热有着明显的影响，风速过高或过低都会引起人的不良生理反应，还对矿井有毒有害气体积聚、煤尘飞扬有直接影响。

23、矿井通风的任务是什么？

答：⑴供给井下人员足够的新鲜空气；⑵冲淡和排除有害气体及浮游矿尘，使之符合《煤矿安全规程》的要求；⑶提供良好的气候条件，创造良好的生产环境。

24、矿井中控制风量的设施主要有哪些？

答:包括风门、风桥、密闭、挡风墙、调节风门和风窗等。

25、局扇停止运转和恢复通风时，各需要取哪些安全措施？

答：局扇停止运转时，必须撤出人员，切断电源，设置栅栏，禁止人员入内。恢复送风前，必须检查瓦斯，在局扇和开关地点附近10m内风流中沼气浓度不超过0.5%，在停风区中沼气和二氧化碳分别不超过1%和1.5%的情况下，方可人工开动局扇恢复通风。否则必须制定排放瓦斯的安全措施由救护队负责排放瓦斯。

26、什么叫分区通风（并联通风）、什么叫串联通风、扩散通风？

答：分区通风是指井下各用风地点的回风直接进入区回风巷或总回风巷的通风方式。串联通风是指井下用风地点的回风全部或部分再次进入其他用风地点的通风方式。扩散通风是指利用矿井空气分子的自然扩散运动，对局部地点进行通风的方式。

27、什么是老塘通风? 有什么危害？

答：进回风流部分或全部经过空区的通风方式为老塘通风。其危害:使空区丢煤加速氧化发生火灾,将空区瓦斯等有害气体带出发生瓦斯事故等.

28、什么是下行风?

答：风流沿回工作面的倾斜方向由上向下的流动为下行风。

29、瓦斯检查次数有何规定？

答：低瓦斯矿井每班检查2次，其间隔时间3－5小时，高瓦斯矿井每班检查3次，其间隔时间2－3小时，瓦斯检查时间间隔要均衡。

30、对独头巷道封闭的要求是什么?

答：对巷道长度大于6米且停风的巷道在24小时内必须封闭完毕,在封闭前应将外部连接的铁路、电缆、架线、管路等切断，避免杂散电流引爆独头内瓦斯。

31、一氧化碳的危害及来源是什么?

答：一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体；它可燃烧，当含量在13—75%时，遇火能引起爆炸；一氧化碳剧毒，当含量达0.4%时，人在短时间内就可中毒死亡。其来源是：井下火灾；瓦斯、煤尘爆炸；爆破工作。

32、瓦斯的性质及危害是什么?

答：矿井瓦斯就是在煤矿生产过程中从煤层、岩层、空区中涌出及产生的各种有害气体的总称。主要成分为沼气：沼气（CH4）是煤矿最常见的有害气体，化学名称叫甲烷，无色、无味、无臭；它比空气轻，当其在空气中含量高时可降低含氧量，引起窒息；它具有爆炸性和燃烧性，爆炸浓度一般为5—16%。

33、矿井主要有害气体成分是什么?

答：沼气（甲烷）、二氧化碳、氮气，还有少量的乙烷、乙烯、氢、一氧化碳、硫化氢和二氧化硫等。

34、预防瓦斯爆炸的技术措施由哪些?

答：预防瓦斯爆炸的技术措施主要包括三个方面：⑴防止瓦斯积聚。（所谓瓦斯积聚是指体积大于0.5立方米的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时）。⑵防止瓦斯引燃。⑶防止瓦斯爆炸范围扩大。

35、防止瓦斯引燃的措施主要有哪些?

答：引燃瓦斯的火源有明火、放炮、电火花及机械摩擦火花等，针对上述火源，应取下列预防措施：⑴严禁携带烟草和点火物下井，井口房周围20米内禁止烟火和用火炉取暖。井下禁止使用电炉，禁止打开矿灯。严格电焊的审批手续。⑵严格执行装放炮制度，不准使用不合格或变质的火药。⑶井下使用的机械和电气设备以及供电网路都必须符合《煤矿安全规程》的要求。经常检查维修，杜绝失爆。⑷尽量减少机械摩擦火花，使摩擦火花不能引燃瓦斯。

36、掘工作面及其他作业地点风流中的瓦斯是怎样规定的？

答：掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20米以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时，严禁爆破。掘工作面极其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20米风流中的瓦斯浓度达到1.5%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。

37、防止瓦斯爆炸事故范围扩大的主要措施有哪些?

答：⑴每一水平、每一区都要布置单独的回风道，实行分区通风。⑵通风系统力求简单，总进风道与总回风道布置间距不得太近，以防发生爆炸时使风流短路。⑶装有主要扇风机的出风井口，必须安装防爆门。⑷矿井主要扇风机必须装有反风装置，且能在10分钟内改变矿井的风流方向。⑸在连接矿井的两翼、相邻的区、相邻的煤层和掘工作面等处的巷道中，设置隔爆设施，以阻止爆炸火焰的传播。⑹编制周密的矿井灾害预防及处理。

38、瓦斯爆炸的条件是什么?

答：氧气浓度不低于12％、瓦斯浓度达到5—16%、引爆火源650－750℃。

39、煤尘爆炸条件是什么?

答：⑴煤尘本身具有爆炸性。⑵煤尘悬浮于空气中并达到爆炸浓度30g/m3-2000 g/m3。⑶有引起煤尘爆炸的高温火源650-900℃。

40、防止与隔绝煤尘爆炸的措施主要有哪些?

答：⑴消除井下引爆火源。井下火源主要有：放炮火花、电气火花、机械摩擦火花、瓦斯爆炸和煤炭自燃发火产生的火源等。⑵消除煤尘。必须取综合防尘措施，特别是对掘工作面的回风道、皮带机道、溜煤眼、运输转载点、掘机组处要即是喷雾、冲刷和清扫煤尘。⑶取隔爆措施。为了限制煤尘爆炸范围扩大，必须取隔绝煤尘爆炸的措施，主要用水棚、岩粉棚、隔爆水袋、撒布岩粉、喷雾洒水等。

41、矿井火灾的主要危害有哪些?

答：⑴产生大量的有害气体；⑵引起瓦斯和煤尘爆炸；⑶毁坏设备和。

42、什么是外因火灾？

答：外因火灾是由于外部火源如明火、放炮、电流短路、机械摩擦和撞击等原因引燃可燃物造成的火灾。

43、外因火灾的形成条件是什么?

答：⑴有一定数量的可燃物。⑵有足够数量的氧气。⑶火源具有一定的温度和足够的能量。

44、煤层自燃发火标志是什么?

答：⑴产生明火；⑵产生烟雾；⑶产生煤焦油味；⑷空区测取的一氧化碳浓度超过矿井实际统计的临界指标，并有上升趋势。

45、煤炭自燃的条件是什么?

答：⑴煤有自燃倾向性，且以破碎状态存在；⑵有连续供氧条件；⑶有积聚氧化热的环境；上述三个条件持续足够的时间。

46、炮泥的作用是什么?

答：炮泥的作用是增加炮眼内爆炸时眼口抵抗力，防止炮眼内爆炸时形成的高压气体从眼口喷泄出来，从而达到理想的爆破效果和实现安全爆破。