巷道圍巖調(diào)熱圈變化規(guī)律及對散熱量的影響.pdf

1、隨著我國煤炭開采深度的不斷加大，深井地?zé)崴斐傻牡V井高溫問題越來越嚴峻，巷道圍巖溫度場分布及散熱量的計算一直是礦井降溫研究領(lǐng)域沒能很好解決的難題。本論文主要針對高溫深井熱害問題，通過對巷道圍巖非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱理論進行分析，以龍固煤礦輔二大巷（標高-810m）圍巖溫度場為研究對象，采用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，對地?zé)嵝透邷氐V井巷道圍巖溫度場及調(diào)熱圈進行模擬研究。采用ICEM軟件建立巷道圍巖溫度場模型，采用ANSYS-CFX軟件進行數(shù)值

2、模擬，將模擬結(jié)果與理論計算結(jié)果進行比較，證明了模擬結(jié)果的可靠性。在此基礎(chǔ)上，分析了巷道圍巖溫度場的動態(tài)分布規(guī)律，巷道圍巖壁溫及圍巖調(diào)熱圈厚度隨通風(fēng)時間的變化規(guī)律，確定了龍固煤礦輔二大巷圍巖調(diào)熱圈的穩(wěn)定時間為30年，半徑為80m。
　　分別模擬了典型巷道在不同進口風(fēng)溫、風(fēng)速及原始巖溫條件下，圍巖溫度場的動態(tài)分布情況，歸納總結(jié)了各種因素對圍巖溫度場分布、巷道壁溫及調(diào)熱圈厚度的影響規(guī)律:巷道進口風(fēng)溫的變化對調(diào)熱圈半徑及其穩(wěn)定時間的影響較

3、小;進口風(fēng)速的變化對圍巖溫度場分布及調(diào)熱圈半徑的影響甚微，對壁溫的變化有一定的影響，但影響較小;原始巖溫對調(diào)熱圈穩(wěn)定時間影響較小，對調(diào)熱圈半徑的影響較大，原始巖溫越高，調(diào)熱圈半徑越大。
　　最后將模擬研究的結(jié)果應(yīng)用于巷道圍巖散熱量的計算，根據(jù)模擬得出的巷道壁溫及調(diào)熱圈厚度，結(jié)合傳熱學(xué)知識，采用實證分析和對比研究的方法，對各種已有圍巖散熱量計算方法的可靠性進行驗證。通過對比求證得出，本文提出的利用復(fù)合傳熱法求得的圍巖散熱量與實際測算

4、的散熱量更為接近，計算方法可靠，滿足工程實際應(yīng)用需要。采用基爾皮切夫不穩(wěn)定熱交換系數(shù)法求得的散熱量偏小;采用對流換熱系數(shù)法和分時段不穩(wěn)定熱交換系數(shù)法求得的散熱量偏大。通過巷道圍巖溫度場的模擬，不僅能夠得到不同通風(fēng)時間內(nèi)的巷道壁溫、圍巖調(diào)熱圈厚度，而且還能通過簡單的傳熱學(xué)計算求得不同通風(fēng)時間內(nèi)巷道圍巖的散熱量，從而可以清楚地觀察到圍巖散熱量隨通風(fēng)時間的變化規(guī)律。該方法簡單實用，而且可以避免對流換熱系數(shù)法計算結(jié)果的隨意性，為圍巖散熱量的計算