孫元成

摘要：在黃金資源需求量不斷增加下，促使礦井開采程度不斷加深，這就造成到礦井深部后，容易產(chǎn)生高溫，影響到礦山工作面，這對礦山安全生產(chǎn)建設(shè)造成很大影響，同時也會嚴(yán)重威脅到礦工身體健康。對此，本文主要分析了黃金礦山深部熱害問題產(chǎn)生的影響、礦井放熱因素，并提出了相應(yīng)的降熱措施。

關(guān)鍵詞：黃金礦山;深部熱害問題;綜合分析;解決方法

在國發(fā)展過程中，對黃金資源需求量不斷增加，這促使各地礦產(chǎn)開發(fā)程度不斷增加，逐步由以往的露天轉(zhuǎn)變到地下，并且開采深度不斷增加，此種情況造成了礦井溫度逐漸升高，長時間在高溫環(huán)境中作業(yè)，對采礦人員身體健康以及安全造成不利影響，進(jìn)而降低工作效率，增加了采礦人員安全危險性。

一、黃金礦山深部熱害問題影響分析

高溫高濕環(huán)境非常不利于人體健康，容易對各個循環(huán)系統(tǒng)造成影響，處于高溫環(huán)境下，人體會排出大量的汗水，會喪失水分，影響身體系統(tǒng)平衡性，由于水分的缺失，會導(dǎo)致人體血液粘稠性增加，對心臟、腎臟產(chǎn)生不利影響，危害礦工身體安全。從有關(guān)調(diào)查情況看，在我國礦井出現(xiàn)熱害問題非常多，有些礦井工作面溫度超過30攝氏度[1]，如果礦工長時間在高溫環(huán)境中作業(yè)，會對人的反應(yīng)能力造成影響，進(jìn)而影響到礦工勞動生產(chǎn)效率，也增加了井下安全隱患。據(jù)有關(guān)報道，日本在調(diào)查北海道7個礦井過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)人處于高溫環(huán)境下，會精神萎靡、渾身沒勁，甚至頭暈惡心等癥狀，在此環(huán)境中作業(yè)發(fā)生事故率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于溫度在30攝氏度以下環(huán)境。從我國部分礦業(yè)企業(yè)看，出現(xiàn)高溫?zé)岷栴}后，對礦產(chǎn)生產(chǎn)建設(shè)造成了嚴(yán)重影響。因此，非常有必要全面分析礦井深部地?zé)岙a(chǎn)生的因素，而后找到相應(yīng)的治理措施，有效解決黃金礦山深部熱害問題。

二、黃金礦山深部熱害問題放熱影響因素

當(dāng)?shù)V區(qū)開采作業(yè)進(jìn)入深部之后，會導(dǎo)致開采深度不斷增加，通過上文的分析，可得知，深度的增加會導(dǎo)致工作溫度增高。據(jù)統(tǒng)計，原巖溫度會隨著礦區(qū)開采每下降100m增加2到4攝氏度。礦井工作面會受到地?zé)嶙饔?，出現(xiàn)溫度的不斷上升，所以，不能忽視礦井深部熱害問題。全面分析黃金礦山深部熱害問題，導(dǎo)致放熱的原因有很多，因此，需要全面做好準(zhǔn)備預(yù)防控制措準(zhǔn)備。如（圖1）所示， 從該圖中，可以直接看到井下環(huán)境，在工作面以及深部巷道中都出現(xiàn)了滲水，此種情況會直接影響井下溫度升高。

經(jīng)過分析，可以總結(jié)出以下幾方面的黃金礦井放熱因素：

其一，由于原巖放熱，當(dāng)黃金礦井開采深度不斷增加，會導(dǎo)致原巖溫度也會升高，從而導(dǎo)致深井礦山產(chǎn)生熱源，而經(jīng)過巷道巖壁和周圍空氣進(jìn)行熱交換、熱輻射等過程，從而增加空氣溫度。

其二，是礦石氧化放熱，由于受到潮濕環(huán)境影響，會導(dǎo)致礦石出現(xiàn)氧化反應(yīng)，進(jìn)而放出熱量。

其三，在井下出現(xiàn)的熱水放熱，主要是因為在礦井深部，不容易排水，所以對于出現(xiàn)的熱水其產(chǎn)生的熱量會散發(fā)到空氣中[2]。

其四，開采設(shè)備、運輸設(shè)備會散發(fā)熱量，在深部礦井下工作，會使用到無軌設(shè)備，比如卡車、鏟運機(jī)等，而這些設(shè)備主要使用的化石燃料，因此，在設(shè)備運作過程中，容易產(chǎn)生CO2，SO2等溫室氣體，這些氣體導(dǎo)致礦井井下溫度升高，同時也在很大程度上破壞了環(huán)境。

三、針對黃金礦山深部熱害問題的降溫措施

（一）采取通風(fēng)降溫方法

在降溫過程中，通風(fēng)方法是最為直接的措施，通過空氣的流動，可以減少空氣中的熱量。相關(guān)研究得出：當(dāng)增加通風(fēng)量時，會在很大程度上降低氣流溫度，可以達(dá)到迅速降溫的目的，但對于增加的風(fēng)量，存在一定界線， 如果風(fēng)量超過這一限度后再持續(xù)增加，會導(dǎo)致氣流溫度下降速率降低，當(dāng)通風(fēng)量保持在巷道0.56到0.84倍時，最為合適。為達(dá)到最好的歐通風(fēng)效果，需要改善通風(fēng)系統(tǒng)，對此，可以減少風(fēng)阻、、加大扇風(fēng)機(jī)能力、防止漏風(fēng)、加強(qiáng)通風(fēng)管理等措施解決。

根據(jù)風(fēng)量增加原則，需要將其控制在合理范圍內(nèi)，才能既可以提升風(fēng)速，又可以降低成本。對此，可以借助礦井環(huán)境與礦工的熱平衡方程，即S=M-W-R-C-E，其中S為人體的儲熱量;W為人體新陳代謝產(chǎn)能;R是人與環(huán)境輻射熱交換;C為人與環(huán)境的對流熱交換;E則表示為人呼吸、皮膚蒸發(fā)熱量[3]。

（二）其他控制措施

1、采用地溫預(yù)冷技術(shù)。首先需要測量礦井井下巖層溫度，而后借助處于淺部的低溫巷道，采用預(yù)冷降溫方式處理入風(fēng)風(fēng)流。在改造通風(fēng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過實際測量，不難發(fā)現(xiàn)，采用此種地溫預(yù)冷技術(shù)，可以降低風(fēng)流低5℃左右。

2、加強(qiáng)個人防護(hù)。為抵御熱害，采礦人員可以佩戴冷卻服，其中通過冰的作用，可以達(dá)到冷卻效果，經(jīng)過實踐證明，其冷卻時間可達(dá)到3小時左右。從井下礦工作業(yè)性質(zhì)看，呈現(xiàn)分散趨勢，如果實行集中降溫處理，會增加成本，因此，建議采用這種個人防護(hù)措施，不僅節(jié)約成本，還可以提升降溫效果。

3、對發(fā)熱源頭進(jìn)行處理。從上文分析可得，深部礦井熱源主要涉及到熱水發(fā)熱、圍巖發(fā)熱、運輸設(shè)備散熱、礦石氧化發(fā)熱幾方面。其中對于礦石氧化放熱情況，可以加強(qiáng)采礦效率，減少礦石在采礦區(qū)域的儲存時間，做好運輸工作?？梢圆捎贸涮畈傻V法，進(jìn)而有效減少圍巖裸露面積;而對于圍巖放熱問題，可以將絕熱材料涂抹在圍巖上，通過此種與空氣隔絕的方式，減少傳熱;而對于運輸設(shè)備的放熱情況，一方面，要對發(fā)動機(jī)進(jìn)行調(diào)整、改造，提高燃油效率，達(dá)到降低放熱的目的。另一方面，需要合理控制尾氣排放、吸收尾氣，處理好碳、氧化合物和硫、氧化合物;而熱水散熱問題，可以通過及時導(dǎo)流、疏干排水方式解決。

4、實施局部制冷?？梢栽诟邷毓ぷ髅姘惭b制冷設(shè)備，借此解決短時間高強(qiáng)度工作，達(dá)到局部制冷效果。

四、結(jié)語

綜上所述，隨著深部礦井作業(yè)的不斷加深，高地溫顯現(xiàn)明顯，需要采取有效的方式應(yīng)對高溫，保證生產(chǎn)安全、礦工健康。通過本文對黃金礦山深部熱害問題分析與控制，不難發(fā)現(xiàn)，針對導(dǎo)致礦區(qū)產(chǎn)熱各個因素，如原巖放熱、運輸設(shè)備和機(jī)電設(shè)備放熱等情況，可以通過佩戴冷卻服、清理熱源、涂抹絕熱材料等方式解決，以此降低高溫?zé)岷ξｋU。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)鵬，韋華南，郭樹林，唐學(xué)義，馮?？?金礦原始巖溫測定技術(shù)規(guī)范研究[J].黃金，2017，38（12）：224-226.

[2]李書強(qiáng)，馬明輝，李玥霄，張旭.黃金礦山深部熱害問題分析與控制[J].采礦技術(shù)，2017，17（02）：268-269+290.

[3]劉宗超，趙文.白集煤礦深部熱害分析與防治[J].能源技術(shù)與管理，2019（06）：161-162.

（作者單位：山東恒邦冶煉股份有限公司）