长距离采煤工作面高压喷雾降温实验研究及应用

针对园子沟矿井1012102采煤工作面高温热害问题,采用喷雾降温实验确定最佳喷雾压力和喷嘴雾化参数,数值模拟分析不同喷雾温度和喷雾间距对降温效果的影响,并采用线性回归方法分析了采用喷雾前后人体的舒适度。结果表明:当综采工作面中喷雾系统采用组间距10 m,水温为286 K,压力6 MPa的参数时,单组峰值温度与常规通风方式的温差达到了1.3℃。在现场应用后,工作面人行道侧大部分区域的温度低于26℃,最高气温降至27℃以下,最低温度低至24.7℃,有效实现了区域降温。

采煤工作面空冷器位置及风流参数优化研究

针对济宁二号煤矿10303采煤工作面高温热害问题,采用数值分析方法,建立了工作面物理模型,分析了风筒长度、风筒的出风口距离及温度等多因素对降温系统的影响,确定了不同工况(生产和停产)的温度控制参数;通过自动启闭控温设施控制空冷器出风温度,实现了不同作业下采煤工作面所需的制冷量,解决了工作面高温热害问题。结果表明:100 m风筒长度、50m风筒出风距离的降温效果最好;当工作面正常开采作业时,出风温度设置应小于16.5℃,工作面的平均温度将降低3.7℃;当停采作业时,出风温度设置应小于20.5℃,此时工作面的平均温度将降低3.5℃;2种工况下的参数均能达到采煤工作面的温度控制目标。

基于采空区热源的工作面风温变化规律及控制

针对采空区高温热源漏风携热及机电设备影响工作面温度的问题,以济宁二号矿3302工作面为例,采用数值分析方法,建立了工作面物理模型,研究了基于采空区热源下工作面风流温度的变化情况,分析了不同热源位置、供风量对工作面温度场的影响规律,依据附面层理论及模拟云图,确定了最佳挡风帘尺寸。通过现场实测,布置20 m+10 m风帘的阻隔效果最佳,布置后工作面风温降低2.3℃,能够有效防治采空区内高温热源携热漏风。

济宁二号煤矿通风系统优化改造

针对目前对矿井工作面通风系统风量调节及矿井降阻等方面研究较少的问题,以济宁二号煤矿10303工作面和33下02工作面为工程背景,对这2处原有的通风系统在风量调节及矿井降阻等方面进行优化改造。将工作面通风系统图导入Ventism软件中,生成实体巷道并迭代计算,构建矿井通风网络解算模型。将现场实测的主要参数输入到该模型中进行风流计算,得到的巷道内流速、温度及风量等相关数据与现场测定数据误差在标准范围内。由矿井通风阻力测定结果可知,原有通风系统存在如下问题:南翼石门调节风墙设置不合理;33下02工作面实际供风量小于理想需风量;南翼-740水平轨道大巷通风路线长,受辅助运输巷并联进风的影响,南翼回风大巷阻力大。针对上述问题,提出3条改造措施:(1)在南翼回风石门和北翼带式输送机巷交汇处设置1个封闭风门,并将南翼带式输送机大巷与回风石门原有的风窗面积调整为2.9 m^(2);(2)在三采区轨道下山延伸与33下02轨道联络巷处设置1个面积为0.1 m^(2)的调节风窗;(3)在十一采区管子道和南翼-740水平轨道大巷接口处,将0.9 m^(2)的调节风窗改为2.4 m^(2),减少南翼-740水平轨道大巷风量,增加辅助运输巷的并联风量。改造后的通风系统模拟结果表明:南翼-740水平轨道大巷阻力降低了32.7%,33下02工作面风量提升了19.8%,矿井通风路线总阻力降低了6.4%。改造后的通风系统现场实测结果表明:实测风量和数值模拟结果平均相对误差为1.28%,实测阻力和数值模拟结果平均相对误差为2.52%,模拟结果与现场实测结果基本吻合。通风系统改造后,进风井风量和阻力变化不大;回风井监测点处的风量减少,阻力降低;33下02轨道联络巷及工作面监测点处实测风量分别增加了25.3%和21.4%,阻力增大了57.4%和41.1%;南翼-740水平轨道大巷监测点处实测风量降低了20.3%,实测阻力减小了36.6%。工作面风量和矿井总阻力达到预期优化效果。