高溫礦井溫度場演化規(guī)律與降溫技術(shù)研究.pdf

1、隨著煤炭開采向深部發(fā)展，由開采深度的增加和采掘機(jī)械化程度的提高所引起的礦井熱害問題愈來愈嚴(yán)重，已經(jīng)成為制約煤礦安全開采的難題之一。礦井的高溫環(huán)境，不僅影響礦山企業(yè)的生產(chǎn)安全和降低作業(yè)人員的工作效率，而且還危害職工的身心健康和生命安全。改善井下氣候條件，防止熱害發(fā)生，進(jìn)行熱害防治理論和技術(shù)研究，已經(jīng)成為煤礦安全高效生產(chǎn)的重要任務(wù)。
　　論文以傳熱學(xué)、流體力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、通風(fēng)安全學(xué)、采礦學(xué)為基礎(chǔ)，在熱源傳統(tǒng)分類方法的基礎(chǔ)上，按照熱源的空

2、間尺度不同，將熱源分為點(diǎn)源、線源和面源;分析了原巖溫度和礦井風(fēng)流熱力學(xué)參數(shù)的測定方法，完善了礦井熱害調(diào)查方法和體系;采用Comsol Multiphysics軟件分別對巷道內(nèi)點(diǎn)源、線源、面源與風(fēng)流的熱交換進(jìn)行了數(shù)值仿真分析，得出了不同熱源、不同位置等條件下與風(fēng)流熱交換的基本規(guī)律和巷道內(nèi)溫度場分布狀態(tài)。
　　對礦井巷道內(nèi)的熱源分布和風(fēng)流影響因素進(jìn)了行研究，建立了井下風(fēng)流壓力和溫度預(yù)測的熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算模型，提出了沿風(fēng)流流動(dòng)路線對風(fēng)流溫

3、度進(jìn)行分段迭加的預(yù)測方法;對巷道內(nèi)存在多種熱源耦合作用下風(fēng)流溫度進(jìn)行數(shù)值仿真，得到了多熱源相互作用下風(fēng)流溫度場的分布狀態(tài)和演化規(guī)律;對礦井降溫技術(shù)方案采用數(shù)值仿真方法進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明，該方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測降溫方案后風(fēng)流的溫度，為科學(xué)準(zhǔn)確地制定降溫方案提供依據(jù)。
　　以東海礦生產(chǎn)工作面為例，根據(jù)實(shí)際存在的熱害問題，采用現(xiàn)場測試、理論分析等方法，對工作面進(jìn)行了熱源解析，提出了降溫技術(shù)方案，并采用計(jì)算機(jī)仿真對降溫方案進(jìn)行優(yōu)化和溫度預(yù)測