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第1章 概论 1

第2章 矿井空气物理学 5

2.1 空气的物理性质 5

2.1.1 密度 5

2.1.2 比容 5

2.1.3 比热 5

2.1.4 粘性 6

2.2 空气的状态 6

2.2.1 空气的压力 6

2.2.2 空气的温度 14

2.2.3 空气的湿度 17

2.2.4 气体状态方程 19

2.2.5 焓的概念 20

2.2.6 湿空气的焓湿图 21

2.3 矿井中的热湿交换 28

2.3.1 热传导 29

2.3.2 对流换热 33

2.3.3 复合传热 35

2.3.4 空气与水之间的热湿交换 38

第3章 矿井内热源 43

3.1 地表大气状态的变化 43

3.2 空气的自压缩温升 46

3.3 围岩传热 49

3.4 机电设备放热 50

3.4.1 采掘机械的放热 51

3.4.2 提升运输设备的放热 52

3.4.3 扇风机的放热 53

3.4.4 灯具的放热 53

3.4.5 水泵的放热 53

3.5 其他热源 54

3.5.1 氧化放热 54

3.5.2 热水放热 54

3.5.3 人员放热 54

3.5.4 风动工具 55

第4章 高温环境下的人机工程学 56

4.1 人体的热平衡 56

4.1.1 人体的产热 56

4.1.2 人体散热 59

4.1.3 人体热平衡方程 61

4.2 人体的热调节与热适应 62

4.2.1 体温调节的基本机理 62

4.2.2 出汗量 62

4.2.3 人体的热适应 63

4.3 矿井内热环境的危害 67

4.3.1 危害人体健康 67

4.3.2 降低生产效率 69

4.4 热环境的评价 71

4.4.1 评价热环境的指标 71

4.4.2 矿井内热环境指标的安全标准 78

第5章 高温矿井中的风流运动能量方程 81

5.1 风流运动的能量方程 81

5.1.1 不可压缩性实际流体能量方程式 81

5.1.2 有热湿交换时的风流能量方程 83

5.2 能量方程的应用 89

5.2.1 岩壁与风流间的对流换热系数 90

5.2.2 不稳定传热系数 93

5.3 井巷的通风阻力 98

5.3.1 摩擦阻力 99

5.3.2 局部阻力和正面阻力 106

第6章 高温矿井热害控制措施 112

6.1 非人工制冷降温技术 112

6.1.1 矿井开拓部署和采区巷道布置的影响 112

6.1.2 回采工作面通风方式对风流温度的影响 115

6.1.3 采煤方法及顶板管理方法对风流温度的影响 116

6.1.4 增加风量对风流温度的影响 116

6.1.5 循环通风 118

6.1.6 特殊方法降温 119

6.1.7 控制热源 119

6.1.8 通风系统优化 120

6.1.9 个体防护 128

6.2 人工制冷降温技术 131

6.2.1 人工制冷水降温技术 131

6.2.2 人工制冰降温技术 132

6.2.3 空气压缩式制冷技术 134

6.2.4 矿用空冷器的发展 134

第7章 高温矿井通风新技术 136

7.1 矿井轻便空调室技术 136

7.1.1 矿井轻便空调室技术的基本原理 136

7.1.2 矿井轻便空调室关键参数的计算分析 138

7.1.3 轻便空调室专用空气冷却器的研制 145

7.1.4 矿井轻便空调室专用空气冷却器的试验研究与改进方向 153

7.1.5 热帐的保温效果试验研究 157

7.1.6 矿井轻便空调室技术在冬瓜山铜矿的应用 163

7.1.7 矿井轻便空调室的经济可行性分析 164

7.1.8 小结 166

7.2 掘进巷道排热通风规律 167

7.2.1 概述 167

7.2.2 掘进工作面排热方案的优化 168

7.2.3 冬瓜山铜矿掘进工作面排热通风实验研究 173

7.3 高温矿井个体防护技术 183

7.3.1 个体防护技术 183

7.3.2 冰水冷却服的研制 184

7.3.3 小结 190

7.4 高温矿井的通风系统管理技术 190

7.4.1 深热矿井通风网络数字化 191

7.4.2 高温矿井热环境预测 199

7.4.3 深热矿井通风网络分析实例 203

7.4.4 小结 215

第8章 矿井空调技术 216

8.1 制冷原理 216

8.1.1 蒸汽压缩制冷循环 216

8.1.2 蒸汽喷射制冷循环 220

8.1.3 吸收式制冷循环 221

8.2 矿井空调的特点 223

8.3 矿井空调系统分类 224

8.3.1 制冷站设在地面的矿井空调系统 224

8.3.2 集中制冷站设在井下的矿井空调系统 227

8.3.3 井上、井下同时设制冷站的联合空调系统 229

8.4 矿用制冷机 229

8.4.1 活塞式压缩制冷机 231

8.4.2 回转式压缩制冷机 233

8.4.3 离心式压缩制冷机 234

8.4.4 吸收式制冷机 237

8.4.5 空气制冷机 242

8.4.6 国产矿用制冷机 243

8.5 空气冷却器 244

8.5.1 表面式空气冷却器 245

8.5.2 喷雾式空气冷却器 246

8.6 矿用制冷机的排热方法 249

8.6.1 利用矿井水排热 249

8.6.2 利用矿井回风排热 251

第9章 南非早期的深井降温技术 255

9.1 冰降温技术 255

9.1.1 采用冰降温的历史背景 256

9.1.2 经济可行性的研究 257

9.1.3 中试装置的研究 261

9.1.4 实验过程 265

9.1.5 结论 267

9.2 南非瓦尔里费斯金矿地面整体制冷站 267

9.2.1 系统组成 267

9.2.2 矿井生产的统计资料 269

9.2.3 制冷与网路系统概述 269

9.2.4 环境条件的改善及其对劳动生产率的影响 272

9.2.5 冷却用水 273

9.2.6 对类似系统改进的建议 277

9.2.7 结论 278

9.3 南非西部深水平金矿的通风降温 278

9.3.1 矿山概况 278

9.3.2 通风降温工作 280

参考文献 286

附录 302

编后语 312