來(lái)源：礦山安全知識

煤礦是一個(gè)復雜的生產(chǎn)系統，存在著(zhù)很多影響煤礦安全生產(chǎn)的因素。井下出現的霧氣不僅易導致礦井提升運輸事故，影響安全生產(chǎn)，而且加重了工作環(huán)境污染，有害于人體健康。每年夏季井下部分巷道霧氣騰騰，能見(jiàn)度很低，霧氣迷漫的環(huán)境，影響人們的視野和心情，使勞動(dòng)效率下降,使行人運輸受到嚴重干擾，形成潛在的事故隱患，由于受影響巷道都是運輸、行人比較頻繁的主要生產(chǎn)巷道,為了保證礦井的安全生產(chǎn)和正常的工作環(huán)境，查清井下霧氣的成因，以確定治理霧氣的措施。

一、 濕度的定義

表示空氣中所含水蒸氣量的的物理量。

表示空氣濕度的常用方法：絕對濕度、相對濕度和含濕量三種。

1. 絕對濕度

每立方米空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量叫做空氣的絕對濕度。其單位與密度單位相同（Kg/m3），其值等于水蒸氣在其分壓力與溫度下的密度。

V=Mv/V

溫度越高，空氣的飽和水蒸氣量越大。礦井空氣只能說(shuō)溫度高，空氣的飽和水蒸氣分壓就高，也就是高溫的空氣比低溫的空氣能容納更多的氣態(tài)水。

飽和空氣：在一定溫度和壓力下，單位體積空氣所能容納水蒸氣量是有極限的，超過(guò)這一極限值，多余的水蒸氣就會(huì )凝結出來(lái)。這種含有極限值水蒸氣的濕空氣叫飽和空氣，這時(shí)水蒸氣分壓力叫飽和水蒸氣分壓力（Ps），其所含水蒸氣叫飽和濕度。

2.相對濕度

單位體積空氣中實(shí)際含有的水蒸氣量（Pv）與其同溫度下的飽和水蒸氣含量（Ps）之比稱(chēng)為空氣的相對濕度

Φ= Pv /Ps

反應空氣中所含水蒸汽量接近飽和的程度。

Φ愈小，空氣愈干燥，Φ=0，為干空氣；

Φ愈大，空氣愈潮濕，Φ=1，為飽和空氣。

溫度下降，其相對濕度增大，冷卻到Φ=1時(shí)的溫度稱(chēng)為露點(diǎn)。

露點(diǎn)：將不飽和空氣冷卻時(shí)，隨著(zhù)溫度逐漸下降，相對濕度逐漸增大，當達到100%時(shí)，此時(shí)的溫度稱(chēng)為露點(diǎn)。

3.含濕量

含有1Kg干空氣的濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量（Kg）稱(chēng)為空氣的含濕量。

d=0.622ΦPs/（P-ΦPs）

式中，Φ—相對濕度，Φ= Pv /Ps

Pv—濕空氣中水蒸汽量

Ps—飽和水蒸氣含量

P—絕對壓力

從上式可以看出，氣壓越高，空氣含濕量越大。

二、 井下空氣霧氣大的原因分析

1. 風(fēng)速越大，巷道的水蒸發(fā)越快，巷道風(fēng)流帶走的水汽越大，空氣的含量越大；反之，風(fēng)速小，巷道的水蒸發(fā)越慢，巷道風(fēng)流帶走的水汽越小，空氣的含濕量越??；但當水蒸發(fā)量大于巷道風(fēng)流帶走的水汽里量時(shí)，巷道的霧氣現象越嚴重，

2.一般情況下，在礦井進(jìn)風(fēng)路線(xiàn)，空氣的濕度隨季節變化也發(fā)生變化。冬天冷空氣進(jìn)入井下后溫度要升高，空氣的博愛(ài)和水蒸汽量加大，沿途吸收水分，因而井巷顯得干燥；夏天的熱空氣入井后溫度要降低，飽和水蒸汽量逐漸減小，空氣中的一部分水分凝結成水珠落下，使井巷顯得潮濕，故有冬干夏濕之感，

3.一般情況下，在礦井風(fēng)流流動(dòng)路線(xiàn)上，空氣的絕對壓力隨著(zhù)巷道標高的變化而變化，巷道標高增大，絕對壓力降低，空氣因所受的壓強減小而膨脹，空氣含濕量降低，空氣中的水汽凝結，入夏季以來(lái)，軌道上山段霧氣大，能見(jiàn)度很低，已經(jīng)嚴重影響到正常的車(chē)輛行駛安全，是礦井的重大事故隱患。為了保證礦井的安全生產(chǎn)和正常的工作環(huán)境，我們對井下該處霧氣情況進(jìn)行了跟蹤監測，分析其成因，制定可行的治理措施。

三、霧氣的出現規律

通過(guò)對巷道內霧氣出現情況的統計和查閱其他礦井的相關(guān)資料，我們得出以下規律：

1.霧氣的出現隨著(zhù)季節的變化而變化?？v觀(guān)全年春夏秋冬四季，井下霧氣夏季最大，春秋次之，冬季較小，甚至沒(méi)有。今年夏季我礦軌道運上山出現的霧氣最大時(shí)能見(jiàn)度僅有5米，且巷壁掛水掛汗。

2.傾斜巷道霧氣的大小與風(fēng)流方向和高差有關(guān)。下行風(fēng)霧氣小，上行風(fēng)霧氣大；巷道高差越大，巷道越長(cháng)，霧氣越大。霧氣最大的是回風(fēng)上山為上行風(fēng)，且巷道較長(cháng)，霧氣很大。經(jīng)比較試驗，與其相平行的軌道上山巷道、運輸上山（+750m以上巷道干燥，+750m以下巷道潮濕，+750m以上下行風(fēng)，+750m以下上行風(fēng)），+750m以上巷道的內幾乎沒(méi)有霧氣了。調小東一輔助進(jìn)風(fēng)井風(fēng)量，+750m運輸石門(mén)內霧氣增大，可見(jiàn)度低。

3.霧氣出現與巷道上下兩端風(fēng)流的溫度差有關(guān)。經(jīng)對井下巷道溫度濕度實(shí)測比較當巷道入回風(fēng)流兩端氣體溫差較大時(shí)，霧氣較大，反之較小。這是一個(gè)風(fēng)流沿途吸熱降溫過(guò)程。

四、霧氣成因的影響因素分析

(一)霧氣產(chǎn)生原因

空氣中接近飽和的水蒸氣，當氣象參數(如空氣溫度、大氣壓力等)變化時(shí)，使空氣的吸水飽和能力降低，多余的水分將凝結成細小水滴，即形成霧。隨著(zhù)溫度的進(jìn)一步下降，水分的析出量加大，細小水滴聚集成較大水珠，附著(zhù)于巷壁或設備的表面，或者隨著(zhù)風(fēng)流在巷道中流動(dòng)形成霧氣。

冬天一定量水蒸氣的冷空氣進(jìn)入井下，由于氣溫逐漸升高，容積逐漸增大，其飽和能力逐漸變大，沿途要吸收井巷中的水分；夏天熱空氣進(jìn)入井下，氣溫逐漸降低，容積逐漸減小，其飽和能力逐漸變小，使其中多余的水分將凝結成細小水滴。故礦井進(jìn)風(fēng)路線(xiàn)上有冬干夏濕的現象。礦井的總回風(fēng)系統巷道因氣溫兒乎常年不變其濕度也幾乎常年不變，其相對濕度接近100%。

(二)霧氣產(chǎn)生影響因素

影響霧氣產(chǎn)生的因素主要有以下幾方面：

1.風(fēng)流溫度的影響

冬天冷風(fēng)流在流動(dòng)過(guò)程中是增溫加濕的。即隨著(zhù)溫度的升高，風(fēng)流飽和能力加大，使相對濕度降低，更多的水分蒸發(fā)進(jìn)入風(fēng)流中，使風(fēng)流的含濕量增加。春夏秋季地面空氣溫度較高，地面空氣進(jìn)入井下后，因溫度降低，空氣的飽和能力變小，使相對濕度升高，此時(shí)空氣中的一部分蒸汽就可能凝結成水珠，形成霧氣。

風(fēng)流在流動(dòng)過(guò)程中與圍巖的換熱量與風(fēng)流的溫度、濕度、圍巖溫度、風(fēng)量、巷道斷面、巷道長(cháng)度及風(fēng)流與圍巖間的傳熱的不穩定傳熱系數等有關(guān)。

通過(guò)近一個(gè)月來(lái)對我礦軌道上山、運輸上山、回風(fēng)上山的濕度、大氣壓力等通風(fēng)參數的觀(guān)測數據情況可以看出，軌道上山、運輸上山、回風(fēng)上山風(fēng)流在沿程流動(dòng)過(guò)程中，與圍巖不斷熱交換，被冷卻損失能量，溫度下降，導致風(fēng)流容納水蒸氣能力降低，多余水分析出形成的水汽隨風(fēng)飄動(dòng)產(chǎn)生霧氣。

2.濕度的影響

在春夏秋3個(gè)季節雨水多，地面空氣濕度較大，其一般相對濕度在60%～80%。我礦井下軌道上山、運輸上山（+750m以下為上行風(fēng)）、回風(fēng)上山以及其他風(fēng)流流經(jīng)的沿途巷道，水溝內水汽蒸發(fā)量大，風(fēng)流沿途吸收水分，含濕量大大增加，經(jīng)實(shí)測的通風(fēng)參數測定數據顯示，相對濕度為75%～90%;圍巖的溫度從+540m水平沿途是逐漸降低的，巖壁溫度也是依次下降的。也就是說(shuō)，風(fēng)流沿程是逐漸降溫的，其飽和能力一直呈下降趨勢，因此不斷有水分析出，形成霧氣。

3.壓力的影響

地面空氣進(jìn)入礦井時(shí)，如不考慮熱交換等因素的影響，由于高差增加，靜壓加大，導致氣壓的增加，風(fēng)流被壓縮增溫，空氣的吸濕能力增加。當巷道壓力突然降低，空氣絕熱膨脹，溫度下降，

五、治理措施

針對井下巷道布置情況，難以通過(guò)通風(fēng)系統調整方式來(lái)改變風(fēng)流方向，以實(shí)行下行風(fēng)，可以通過(guò)以下措施減小霧氣程度。

1.采取措施最大限度降低巷道內濕度，軌道上山水溝加設水溝蓋板（或用水管將水引到+540m水平運輸巷水溝內），減小空氣含濕量。嚴禁用水管沖洗+540m水平運輸皮帶巷道；潮濕巷道停開(kāi)水幕；

2.在軌道上山沿線(xiàn)增設照明燈數量，增加照明度，確保行車(chē)安全。特別建議在軌道上山巷道內使用高瓦數燈泡，從而提高巷道內空氣溫度，提高空氣含水能力，應該是有效解決該處霧氣方法之一。

3.在霧氣大的巷道沿途有選擇地使用干燥藥劑（放置吸水性好的生石灰）。

六、結論

1.影響霧氣產(chǎn)生原因是多方面的，與入井空氣的含濕量、井上下氣體溫差、流經(jīng)路線(xiàn)的巷道高差、巷道圍巖溫度、巷道濕度以及大氣壓力等因素有關(guān)。

2.通過(guò)對各方面影響因素的分析，我們認為霧氣產(chǎn)生的根本原因是風(fēng)流在沿巷流動(dòng)過(guò)程中，由于受到各方面因素影響，導致井下空氣容納水能力的降低，多余水分不斷析出，隨風(fēng)流飄動(dòng)最終產(chǎn)生霧氣。

3.在夏季里，礦井周?chē)諝鉂穸容^大，風(fēng)流在入井過(guò)程中沿途吸收水分，空氣濕度接近飽和。通過(guò)實(shí)測數據我們看到，干、濕球溫度計差值很小，空氣相對濕度幾乎是75～90%。含濕量很大的空氣隨著(zhù)風(fēng)流沿途在流動(dòng)過(guò)程中與圍巖交換熱量，即風(fēng)流在被冷卻的過(guò)程中損失熱量。風(fēng)流沿程溫度下降，導致風(fēng)流吸納水汽能力不斷降低，多余水分不斷產(chǎn)生。

4.另外，氣壓的變化對霧氣產(chǎn)生也有重要影響。當壓力的增加，風(fēng)流將被壓縮增溫，使空氣的吸濕能力增加。當壓力突然降低，空氣絕熱膨脹，溫度下降，使空氣的吸濕能力降低使空氣中的水分凝結，產(chǎn)生霧氣。