深熱礦井獨(dú)頭巷道內(nèi)空氣溫度數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著礦井開采深度的增加和采礦機(jī)械化程度的提高，礦井熱害問題日趨嚴(yán)重。井下高溫環(huán)境，不僅危害井下工作人員的身心健康，降低勞動生產(chǎn)效率，同時對礦井生產(chǎn)安全也造成了很大的威脅。因此，深入研究深井熱害問題已成為礦山開采的一項(xiàng)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)。為解決深熱礦井獨(dú)頭巷道高溫問題，提出雙層風(fēng)筒通風(fēng)的隔熱方法，對深熱礦井獨(dú)頭巷道內(nèi)空氣溫度分布進(jìn)行研究。
　　參考前人對獨(dú)頭巷道高溫治理的研究成果，結(jié)合傳熱學(xué)、流體力學(xué)和礦井通風(fēng)學(xué)等相關(guān)學(xué)科理論，在闡述礦井

2、主要熱源及分析雙層風(fēng)筒隔熱原理的基礎(chǔ)上，對獨(dú)頭巷道內(nèi)風(fēng)流熱交換過程進(jìn)行分析。根據(jù)獨(dú)頭巷道內(nèi)流場特性及三大守恒定律，建立獨(dú)頭巷道數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用有限元分析法從理論上進(jìn)行求解。從獨(dú)頭巷道高溫問題的實(shí)際情況出發(fā)，利用ANSYS軟件建立獨(dú)頭巷道流場的幾何模型，對不同入口風(fēng)速和不同入口風(fēng)溫條件下獨(dú)頭巷道內(nèi)空氣溫度分布進(jìn)行模擬研究。并對普通風(fēng)筒和雙層風(fēng)筒在獨(dú)頭巷道內(nèi)的應(yīng)用效果進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。
　　研究結(jié)果表明：獨(dú)頭巷道壓入式局部通風(fēng)時，風(fēng)筒出口

3、射流屬于有限貼壁射流，入口風(fēng)速v=10 m/s是風(fēng)筒出口射流能否到達(dá)工作面的臨界值；當(dāng)其它條件相同時，在一定范圍內(nèi)，隨著入口風(fēng)速的增大，獨(dú)頭巷道內(nèi)空氣溫度會降低，隨著入口風(fēng)溫的升高，獨(dú)頭巷道內(nèi)低溫區(qū)面積會越來越小，巷道同一高度的空氣溫度會有所升高；雙層風(fēng)筒隔熱效果比普通風(fēng)筒隔熱效果好，原因在于雙層風(fēng)筒空氣層內(nèi)的空氣導(dǎo)熱系數(shù)低于風(fēng)筒材料的導(dǎo)熱系數(shù)，處于靜止?fàn)顟B(tài)的空氣層能夠起到有效的隔熱作用。
　　綜合理論計(jì)算、模擬結(jié)果、現(xiàn)場試驗(yàn)等對