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械化程度的提高所引起的礦井熱害問題愈來愈嚴重，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，將熱源分為點源、線源和面源;分析了原巖溫度和礦井風流熱力學(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)點源、線源、面源與風流的熱交換進行了數(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)的熱源分布和風流影響因素進了行研究，建立了井下風流壓力和溫度預(yù)測的熱力學(xué)參數(shù)計算模型，提出了沿風流流動路線對風流溫

3、度進行分段迭加的預(yù)測方法;對巷道內(nèi)存在多種熱源耦合作用下風流溫度進行數(shù)值仿真，得到了多熱源相互作用下風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)值仿真方法進行了優(yōu)化，結(jié)果表明，該方法能夠準確預(yù)測降溫方案后風流的溫度，為科學(xué)準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，對工作面進行了熱源解析，提出了降溫技術(shù)方案，并采用計算機仿真對降溫方案進行優(yōu)化和溫度預(yù)測