第1章 绪论 1
1.1矿井高温高湿危害 1
1.2矿井热害研究的主要成果 2
1.3矿井热害研究的不足 5
第2章 矿井热源 6
2.1地表大气状态的变化 6
2.2空气的自压缩温升 7
2.3围岩传热 9
2.4机电设备放热 11
2.4.1采掘机械的放热量 11
2.4.2提升运输设备的放热量 12
2.4.3电机车工作时的放热量 14
2.4.4电动机运转时的放热量 14
2.4.5扇风机的放热量 14
2.4.6灯具的放热量 15
2.4.7水泵的放热量 15
2.5其他热源 15
2.5.1氧化放热 15
2.5.2水放热 16
2.5.3人员放热 16
2.5.4其余热源 17
第3章 高温高湿环境下的人机工程学 18
3.1引言 18
3.2高温高湿环境人体生理反应 20
3.2.1神经系统 21
3.2.2心血管系统 21
3.2.3呼吸系统 26
3.2.4热代谢 29
3.2.5水盐代谢 36
3.2.6能量代谢 37
3.3人体的热调节与热适应 39
3.3.1人体的热调节 39
3.3.2人体的热适应 43
3.4按劳动舒适程度评价矿井环境质量的指标 47
3.4.1湿球温度 47
3.4.2卡他度 47
3.4.3有效温度 49
3.4.4综合温标 51
3.4.5比冷却力 51
3.5矿井环境对人体及劳动生产率的影响 53
3.5.1矿井环境对人体的影响 53
3.5.2高温对劳动生产率的影响 53
3.5.3高温事故 54
3.6我国高温高湿作业的安全标准 55
3.6.1《工作场所有害因素职业接触限值》标准 55
3.6.2《高温作业分级》标准 56
第4章 矿井空气热湿交换原理 58
4.1热传导 59
4.1.1热传导定律 59
4.1.2不稳定热传导 61
4.2对流换热 63
4.3复合传热 64
4.4空气与水之间的热湿交换 67
4.4.1热湿交换原理 67
4.4.2热交换量的计算 68
4.4.3空气与水直接接触时的状态变化过程 69
第5章 矿井空气热湿交换计算方法 71
5.1引言 71
5.1.1数理统计法 71
5.1.2模拟巷道法 73
5.1.3数值分析法 75
5.2围岩热传导及调热圈 77
5.2.1围岩热传导微分方程 77
5.2.2调热圈及其相关概念 78
5.2.3调热圈半径的计算 79
5.3流体与固体壁直接接触时的对流传热微分方程组 80
5.4空气流过自由水面时的对流传热传质微分方程组 81
5.5湿壁巷道与风流间的热湿交换 82
5.5.1湿壁巷道与风流之间的热湿交换的微观解释 82
5.5.2湿壁巷道对流传热传质微分方程组 83
5.6井巷围岩与风流热湿交换影响因素分析 87
5.6.1矿内风流的流动状态 87
5.6.2对流换热的特征和影响因素 87
5.6.3对流换热系数 88
5.6.4不稳定传热系数 90
5.6.5井巷传质常用方法 92
5.6.6井巷围岩与风流热湿计算的趋势 93
第6章 井巷围岩与风流热湿交换的数值模拟 95
6.1计算流体动力学的相关理论 95
6.1.1计算流体动力学的求解步骤 95
6.1.2相关控制方程 96
6.1.3控制方程的离散化 98
6.1.4离散方程的求解方式 99
6.1.5湍流的数值模拟 101
6.2 CFD在FLUENT软件中的应用 102
6.2.1 FLUENT软件简介 102
6.2.2 FLUENT软件求解的步骤 104
6.2.3流体数值模拟的动力学控制方程 105
6.3边界条件 106
6.3.1固壁边界条件（wall） 107
6.3.2速度进口边界条件（velocity-inlet） 108
6.3.3自由流出边界条件（outflow） 108
6.4流体计算数值模拟的分析 108
第7章 矿井热害防治常用技术 110
7.1通风降温 110
7.1.1改良通风系统 110
7.1.2改善通风条件 111
7.1.3调温巷道通风 111
7.1.4其他通风降温措施 111
7.2空调制冷降温和人工制冰降温技术 112
7.2.1空调制冷降温技术 112
7.2.2人工制冰降温技术 113
7.3控制热源降温 115
7.3.1机械热的控制 115
7.3.2向煤层内注水 115
7.3.3管道热及热水的处理 116
7.3.4采空区降温 116
7.4个体防护措施 116
7.5隔热-换热-压缩空气制冷综合技术 117
7.5.1降温技术简介 117
7.5.2隔热材料的选择 117
7.5.3换热袋的规格及使用方法 118
7.5.4气压缩制冷装置 119
7.6其他新型降温技术 120
7.6.1压缩空气制冷技术 120
7.6.2 HEMS降温系统 120
7.6.3空气透平膨胀制冷系统 121
7.6.4压气蒸发冷却技术 121
7.6.5热电乙二醇降温冷却技术 121
7.6.6瓦斯发电制冷降温技术 122
7.6.7热管降温技术 122
第8章 矿井制冷降温系统设计方案优选决策 123
8.1引言 123
8.1.1决策理论 123
8.1.2决策理论在矿业领域的应用 125
8.1.3矿井降温系统确定的步骤 125
8.2矿井制冷降温系统方案决策评价指标及权值 126
8.2.1矿井降温系统方案决策评价指标体系确立 126
8.2.2按相对重要性序列矩阵法确定指标权值 129
8.2.3评价指标的权值确定 131
8.3矿井制冷降温系统方案确定的多目标决策法 132
8.3.1评价值数据处理方法 133
8.3.2多目标决策法的步骤 134
8.3.3专家评议法 135
第9章 国内外矿井降温工程实例 136
9.1德国煤矿降温概况 136
9.2南非矿山降温概况 139
9.3河南平煤集团矿井降温概况 141
9.3.1矿井热害现状 142
9.3.2平煤五矿矿井降温工程概况 142
9.3.3存在的问题 146
9.3.4近期降温工作 146
9.3.5长远降温工作 146
9.4国投新集矿业集团矿井降温概况 146
9.4.1主要设备及参数 147
9.4.2系统工艺流程 147
9.4.3国内配套设备情况 148
9.4.4采掘工作面制冷降温系统安装方式 148
9.4.5制冷降温效果 149
9.4.6存在的问题及经验教训 150
9.5新汶矿业集团孙村煤矿矿井降温概况 153
9.5.1 -800m水平自然涌水排热降温工程 153
9.5.2冰冷低温辐射降温技术 155
9.6兖矿集团巨野矿区赵楼矿井降温概况 159
9.6.1基建矿井地面喷淋临时降温技术 159
9.6.2井下集中式永久制冷降温技术 161
参考文献 164