在地壳近地表的浅部，一方面把地球深处传导上来的热流散发到空间; 另一方面又接受来自太阳的辐射热。这种放热与吸热的相互作用，构成地壳浅部的地温场。据地温测量资料，地壳浅部地温场呈现分带现象，由上而下可分为变温带、恒温带和增温带等三带 (图1、图2)。

变温带位于地壳最上部，主要受太阳辐射热影响，温度发生周期性变化的层带。它可分为日变温带和年变温带。一般。日变温带深度仅1～2m;年变温带则可达15～30m。变温带内地温场的变化特点是，地温随地表气温呈近似正弦曲线的周期变化，但是两者变化不同步，地温比气温滞后一段时间，同时地温的变化幅度小于气温的变化幅度，并随深度增加而锐减(图3)。

恒温带位于变温带之下，太阳辐射热与地球内部热相互作用达到平衡、温度常年不变的层带。恒温带一般很薄。它的温度约比当地年平均气温高0.5～2℃。恒温带的深度多数在地表下15～30m。恒温带的深度和温度，在一定程度上反映一个地区的热状况和热历史，对评价深部地温、地热资源有参考意义。

增温带位于恒温带之下，主要受地球内部热流控制，温度随深度增加而增高的层带。增温带的温度随深度的变化率，用地温梯度或地温率表示。地温梯度又称地热梯度，是由地表向地心方向单位距离内温度增加的数值，通常用每100m或1000m深度内温度增加的数值表示(℃/100m或℃/1000m)。地温率是地温梯度的倒数。

地温梯度受多种因素影响。不同地区或同一地区不同深度的地温梯度均存在变化，但由地表向深部，地温梯度有变小的趋势，因而不能用浅部的地温梯度无限下推。实测的地温曲线可以反映一个地区的地热状况并计算相应的地温梯度 (图4)。

一个矿区(矿井)的地温场是当地长期地质历史发展的结果，它受大地构造性质、岩石热物理性质、基底起伏与褶皱构造、深大断裂、地下水活动的状况、局部热源等多种地质条件的影响。

大地构造性质在中、新生代造山带等地壳强烈活动区，地温场的特征是热流值大，地温高，平均地温梯度大; 而在古老的地盾和地台区等地壳运动相对稳定区，地温场的特征则正好相反，热流值小，地温梯度小，地温低。但地台区在中、新生代有由伸展运动引起的断裂带，地温偏高。

岩石热物理性质岩石热物理性质包括热导率、比热和导温系数等。它们决定着岩石传导、储存和扩散地热的能力，是评价矿区地温场不可缺少的重要参数。热导率低的岩石，地温梯度大;热导率高的岩石，地温梯度小。沉积岩中，煤的热导率低，在煤层较厚或煤层集中分布的地段，地温梯度大。

基底起伏与褶皱构造在深度相同的条件下，基底隆起区比相邻拗陷区，背斜部位比相邻向斜部位的地温高，地温梯度大 (图5)。

深大断裂通达上地幔的深大断裂，是深部岩浆、热水等热载体的上升通道。因此，邻近深大断裂的煤田，热流值偏大，地温偏高。但深大断裂各段的力学性质及围岩的热物理性质有差异，热载体活动不均匀，深大断裂两侧的地热状况也存在差别。

地下水活动在地下水由地表向下强烈活动区，地下水起降温作用，形成低地温区。地下水在深部被地温加热后，又流向浅部，使附近地温升高，把矿井变为高温矿井。重庆北碚的北温泉，广西合山煤矿的热水，就属这种成因。

局部热源①矿山附近有近期的岩浆活动时，火成岩体在冷却过程中释放的热量，可使附近地温升高。②矿山附近岩层和岩体内有放射性元素富集时，它们的衰变热可使地温升高。③金属硫化物的氧化，也可使局部地温升高。

中国科学院地质研究所通过对中国东部各类矿山的地温状况的研究，于1978年提出了矿山地温类型的初步划分方案，1988年又作了修订，把矿山分为低地温梯度类(包括深源低热型、地下水循环冷却型)、中常地温梯度类、高地温梯度类(包括深源高热型、局部聚热型及基底隆起亚型和高热阻岩盖亚型以及高热导岩带亚型、附加热源型及岩石高产热亚型及热水循环亚型)等三类、五型、五亚型，并提出了各类型矿山地温场研究方法和矿山高温对策的原则性考虑。

包括地温测量、恒温带确定、地温梯度计算，岩石热物理性质测定，热流值计算和矿区深部地温预测等。

地温测量通过钻孔或炮眼，利用测温仪器测定地温。钻孔测温方法分为稳态测温和非稳态测温两种。稳态测温是指冲洗液温度与围岩温度已达平衡，孔内温度处于完全稳定状态，钻孔所测各段冲洗液温度即代表围岩温度。非稳态测温是冲洗液温度与围岩温度尚未达到完全平衡状态时的钻孔测温。

恒温带确定恒温带的深度与温度，一般通过恒温带观测孔来确定，在冬季和夏季分别测温，顶部的交点即恒温带 (图2)。在没有观测孔的条件下，可根据地面气象资料确定，即用当地年平均气温加0.5～2℃。深度用一般测温孔的曲线标定。2100433B

地热在煤矿开采中普遍存在。解决地热问题的传统方法是加强矿井通风。但是当进入深矿井开采后，由于地热大，仅靠通风有时不能使矿井温度达到规定的环境标准。因此，在深矿井开采中，要有效地控制地热，除了搞好矿井通风外，还要采取一些专门的方法和措施。

地热控制就是控制矿井温度，即把较高的矿井温度降低到允许的温度。地热控制有效的方法是在矿井或采区安装空调机，进行制冷降温。安装矿井空调需要增加制冷设备投资和制冷设备运行费用，从而增加矿井投资和煤炭成本。矿井空调在一些发达国家，如前苏联、前西德、英国等国家使用早、发展快 。

随着对矿井空调研究的深入，安装空调的矿井越来越多，矿井空调的总制冷量逐年增加。如前西德在20世纪70-80年代，大规模发展空调，空调制冷量平均每年增加30MW。前苏联、波兰等国也在不同时期经历了大规模发展的阶段。这些国家矿井空调技术都已达到了比较高的水平 。

我国在矿井空调发展方面与国外存在较大差距：

（1）矿井空调发展缓慢，我国从20世纪80年代开始研究矿井空调，“平顶山八矿矿井降温技术研究”是“七五”国家科技攻关项目。但到仅有少数矿井采用空调，矿井空调总制冷量小。

（2）空调安装多采用分散式，大多仅用于采掘工作面降温。

（3）空调设备质量不过关，使用中故障多，使用寿命短。

在矿井空调技术方面的以上差距也反映了我们在深矿井开采中的差距。对矿井空调的认识不足，重视不够。空调虽然会增加矿井负担，但它是我们深矿井开采中解决热害问题的一种必要手段 。2100433B