來源：礦山安全知識

煤礦是一個復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，存在著很多影響煤礦安全生產(chǎn)的因素。井下出現(xiàn)的霧氣不僅易導(dǎo)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，能見度很低，霧氣迷漫的環(huán)境，影響人們的視野和心情，使勞動效率下降,使行人運輸受到嚴(yán)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，超過這一極限值，多余的水蒸氣就會凝結(jié)出來。這種含有極限值水蒸氣的濕空氣叫飽和空氣，這時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）之比稱為空氣的相對濕度

Φ= Pv /Ps

反應(yīng)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時的溫度稱為露點。

露點：將不飽和空氣冷卻時，隨著溫度逐漸下降，相對濕度逐漸增大，當(dāng)達(dá)到100%時，此時的溫度稱為露點。

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?。坏?dāng)水蒸發(fā)量大于巷道風(fēng)流帶走的水汽里量時，巷道的霧氣現(xiàn)象越嚴(yán)重，

2.一般情況下，在礦井進(jìn)風(fēng)路線，空氣的濕度隨季節(jié)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(jié)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)流流動路線上，空氣的絕對壓力隨著巷道標(biāo)高的變化而變化，巷道標(biāo)高增大，絕對壓力降低，空氣因所受的壓強(qiáng)減小而膨脹，空氣含濕量降低，空氣中的水汽凝結(jié)，入夏季以來，軌道上山段霧氣大，能見度很低，已經(jīng)嚴(yán)重影響到正常的車輛行駛安全，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(jiān)測，分析其成因，制定可行的治理措施。

三、霧氣的出現(xiàn)規(guī)律

通過對巷道內(nèi)霧氣出現(xiàn)情況的統(tǒng)計和查閱其他礦井的相關(guān)資料，我們得出以下規(guī)律：

1.霧氣的出現(xiàn)隨著季節(jié)的變化而變化?？v觀全年春夏秋冬四季，井下霧氣夏季最大，春秋次之，冬季較小，甚至沒有。今年夏季我礦軌道運上山出現(xiàn)的霧氣最大時能見度僅有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，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，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(nèi)幾乎沒有霧氣了。調(diào)小東一輔助進(jìn)風(fēng)井風(fēng)量，+750m運輸石門內(nèi)霧氣增大，可見度低。

3.霧氣出現(xiàn)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測比較當(dāng)巷道入回風(fēng)流兩端氣體溫差較大時，霧氣較大，反之較小。這是一個風(fēng)流沿途吸熱降溫過程。

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(dāng)氣象參數(shù)(如空氣溫度、大氣壓力等)變化時，使空氣的吸水飽和能力降低，多余的水分將凝結(jié)成細(xì)小水滴，即形成霧。隨著溫度的進(jìn)一步下降，水分的析出量加大，細(xì)小水滴聚集成較大水珠，附著于巷壁或設(shè)備的表面，或者隨著風(fēng)流在巷道中流動形成霧氣。

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(jié)成細(xì)小水滴。故礦井進(jìn)風(fēng)路線上有冬干夏濕的現(xiàn)象。礦井的總回風(fēng)系統(tǒng)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)流在流動過程中是增溫加濕的。即隨著溫度的升高，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，此時空氣中的一部分蒸汽就可能凝結(jié)成水珠，形成霧氣。

風(fēng)流在流動過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、巷道長度及風(fēng)流與圍巖間的傳熱的不穩(wěn)定傳熱系數(shù)等有關(guān)。

通過近一個月來對我礦軌道上山、運輸上山、回風(fēng)上山的濕度、大氣壓力等通風(fēng)參數(shù)的觀測數(shù)據(jù)情況可以看出，軌道上山、運輸上山、回風(fēng)上山風(fēng)流在沿程流動過程中，與圍巖不斷熱交換，被冷卻損失能量，溫度下降，導(dǎo)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)飄動產(chǎn)生霧氣。

2.濕度的影響

在春夏秋3個季節(jié)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(nèi)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)實測的通風(fēng)參數(shù)測定數(shù)據(jù)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，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，如不考慮熱交換等因素的影響，由于高差增加，靜壓加大，導(dǎo)致氣壓的增加，風(fēng)流被壓縮增溫，空氣的吸濕能力增加。當(dāng)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，難以通過通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整方式來改變風(fēng)流方向，以實行下行風(fēng)，可以通過以下措施減小霧氣程度。

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

2.在軌道上山沿線增設(shè)照明燈數(shù)量，增加照明度，確保行車安全。特別建議在軌道上山巷道內(nèi)使用高瓦數(shù)燈泡，從而提高巷道內(nèi)空氣溫度，提高空氣含水能力，應(yīng)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(jié)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.通過對各方面影響因素的分析，我們認(rèn)為霧氣產(chǎn)生的根本原因是風(fēng)流在沿巷流動過程中，由于受到各方面因素影響，導(dǎo)致井下空氣容納水能力的降低，多余水分不斷析出，隨風(fēng)流飄動最終產(chǎn)生霧氣。

3.在夏季里，礦井周圍空氣濕度較大，風(fēng)流在入井過程中沿途吸收水分，空氣濕度接近飽和。通過實測數(shù)據(jù)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風(fēng)流沿途在流動過程中與圍巖交換熱量，即風(fēng)流在被冷卻的過程中損失熱量。風(fēng)流沿程溫度下降，導(dǎo)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(dāng)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(dāng)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(jié)，產(chǎn)生霧氣。