煤炭科学技术

作者：甄正, 万志军, 于振子, 师鹏, 赵万里, 王明利,

关键词：热害矿井, 热反应, 空气焓值, 热环境评价, 矿井降温,

向地球深部进军是必须解决的战略科技问题，深部煤炭资源开采中高地温导致的矿井高温热害问题日益突出，严重威胁井下作业人员身心健康和矿井安全高效生产。热环境评价对于矿井降温设计和作业工时安排具有指导意义。空气焓值作为矿井降温设计中的重要指标，具有成为热环境评价指标的潜力。搭建了矿井高温高湿热环境模拟实验平台，开展了多工况人体生理与心理热反应实验，分析了温湿耦合指标对于人体热反应的表征性能，研究了空气焓值、受试时间与人体指标的函数关系，提出了热环境评价分区，建立了基于空气焓值的热环境评价模型，开展了矿井降温设计工程应用。结果表明，高温高湿环境会导致人体生理与心理指标迅速上升突破限值，高湿环境更容易引起热不适，人体生理与心理指标受到温湿度的交互影响；热环境指标与热反应特征的相关性由强到弱分别为空气焓值、温度、湿球温度、湿度；空气焓值、时间与热反应特征可以用Logistic Cumulative模型拟合。根据生理安全限制可将矿井热环境分为热舒适、热安全、热危险与热极限，“三八制”工作模式下对应的空气焓值上限分别为67.923、80.519、98.944 kJ/kg，基于标准焓湿图建立了基于空气焓值的矿井热环境评价模型；将热安全对应的空气焓值应用于平煤十矿现场降温设备设计，系统装机冷负荷计算为2 000 kW，应用后使工作面热环境由热极限降低为热安全，降温后月产量增加了12万t左右，取得了良好的安全与经济效益。

来源：2026年第3期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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