王瑜敏 黄玉诚

（中国矿业大学（北京）能源与矿业学院，北京100083）

随着我国中东部地区矿产资源的长期开发，资源储量越来越少。而西部地区地域广阔、资源丰富，必将在未来的国民经济发展中发挥越来越重要的作用。西部多为高海拔地区，海拔1 000 m以上的土地面积占全国陆地面积的60%左右，海拔2 000 m以上的面积约占33%，3 000 m以上面积约占26%［1-2］。高海拔地区，大气压力低、空气稀薄缺氧、气候干燥寒冷，这种恶劣的地理气候环境极大地影响和制约着高海拔矿山地下开采的正常生产，给矿产资源的开发造成了很大的困扰［3-7］。特别是低压低氧环境使得井下通风管理难度加大，通风效果严重下降，更加恶化了井下作业环境。本研究主要结合某高海拔矿井局部通风实际条件探讨高海拔条件下矿井风机通风的降效特征。

1 海拔高度对大气压力和空气密度的影响

1.1 大气压力随海拔的变化

一般情况下，大气压力随海拔高度的增加而减小。大气压力与海拔高度的关系［8］为

式中，P为当地平均大气压，Pa；P0为海平面处的大气压，取101 325 Pa；h为当地海拔高度，m；M为空气的摩尔质量，取29 kg/kmol；g为自由落体加速度；R0为通用气体常数，取8 314 J/（kmol·K）；T为空气温度，取293 K。

1.2 空气密度和氧含量随大气压力的变化

1.2.1 空气密度

矿井空气的密度与温度、压力和湿度等因素有关。在矿井通风中，相对湿度一般变化不大（70%～100%），它对空气密度的影响极小。一般可按照下式近似测算矿井空气密度［8-9］:

式中，ρ为空气密度，kg/m3；t为空气温度，℃。

1.2.2 空气氧含量

随着海拔高度变化，空气中氧气体积分数和质量分数基本不变（20.95%）。……