基于热力学理论的涡流管制冷特性研究

为探究热力学理论对应用于创造矿下人工环境的涡流管制冷特性的影响,基于涡流管的能量交换和分离的原理,利用热力学第一定律和热力学第二定律的理论,分析涡流管内部流体热力学特性,探求冷、热流体能量分离机理,获得其制冷特性;利用三维的流体域耦合方法,建立的连续-非连续模型,通过不同数学模型和不同计算方法的计算,与Aljuwayhel的实验结果进行对比,以制冷效应差异作为判定指标,确定了使用SIMPLEC算法实现压力和速度耦合变量的分离求解,采用各向异性的雷诺应力RSM湍流模型最为精准,计算得到制冷效应偏差在12%以内;涡流管内流场的分析可知,管内的流体速度、流体压力、温度流场分布与基于热力学设计的理论基本相符,模拟的管内内部流体温度分离引起的静温变化是由流体热量和功转换所引起的结论,验证了涡流管内部能量传递过程。

煤矿热害及其治理

随着矿井开采深度的增加,矿井高温热害问题会越来越严重。为保障煤炭工业持续健康发展,必须采取相应措施进行治理。建立井下适宜的作业环境,保证矿山生产安全、稳定、高效率的向前发展。高温高湿等热害问题,对井下作业人员的工作效率、安全和健康有着极大的影响,必须采取相应措施进行治理,以保证井下有适宜的作业环境。

压缩空气对井下热环境的降温效果研究

压缩空气是矿山井下常用动力 ,它具有膨胀吸热的特性 ,因而可用于改善井下作业环境与气候条件。通过对矿井压缩空气吸热量的计算 ,分析了压气对井下热工作面的降温影响 ,并获得了压气与工作面降温效果的数学关系。还对井下采用压气降温进行了经济评价 。

矿井热害气冷式个体防护服设计及研制

矿井深部开采过程中的高温热害对人体具有危害。以徐州夹河煤矿为研究对象,采用计算、实验等方法,设计了矿井热害气冷式个体防护服,对个体防护服的使用效果及系统经济性进行研究。结果表明:矿井热害气冷式个体防护服能降低人体皮肤表面温度13～15℃,有效改善人体环境,提高了人体舒适感;系统经济性优于大型空调制冷机组,初期投资只有大型空调制冷机组的1/25,运行费用只有其1/16;防护服属于本安型,符合矿井防爆要求。

深井降温冰冷却系统的应用

介绍了矿井降温用冰冷却系统 ,对系统所涉及的粒状冰和泥状冰的制备、输送及融解等进行了研究和分析 。

高温矿井冰制冷降温系统经济性

结合平煤六矿矿井热害及其地面制冰-井下降温系统,以热力学为基础,采用方法分析该降温系统的热经济性,并运用技术经济学分析该降温工程投资的可行性。研究表明:地面制冰-井下降温系统中融冰池损失最大,冰在融化过程存在相变,相当一部分高品质的能量在发生相变时损失掉,降低了融冰池后输冷环节能量的品质;利用价值型经济评价指标对该降温系统进行了评价,得出该降温系统是可行的。研究成果对热害治理及降温系统改造提供了依据。

深井开采矿山人工制冷技术综述

深井开采矿山随着开采深度的不断加深单凭自然通风降温有时已经不能满足通风降温的需要,为此人们把常规的空调技术发展应用到深井开采当中而出现了矿井空调系统。介绍了井下集中空调系统、地面集中空调系统、井上下联合空调系统和井下分散局部空调系统以及以水为载冷剂的矿井空调和以冰为载冷剂的矿井空调等。提出地面集中制冷站矿井空调系统是深井开采降温的发展趋势。

淮南矿区矿井降温研究与实践

从淮南矿区的热害现状出发,简述了矿井的热害构成和主要原因.以典型热害矿井潘一和潘三矿为例,对局部降温系统进行了介绍,并详细分析了工作面环境温度、局部降温系统及降温效果测试,效果及缺陷分析,提出了下一步治理热害的一些构想,即采用非制冷空调降温和制冷空调降温措施.

我国矿井空调的现状及发展趋势

阐述了我国矿井空调的发展历程,并通过对我国热害矿井数据的整理分析,指出了我国热害矿井的基本特征。以132对热害矿井为样本,总结出我国热害矿井的区域性分布特征,并抽取其中的61对安装了制冷设备的矿井,从最大开采深度、地温类型和致热因素3个方面分析了热害矿井的基本特征。在此基础上,进一步介绍了我国矿井空调的分类,并统计了我国矿井空调的发展规模及其分布情况。结合目前的现状,对我国矿井空调的发展方向进行了展望。

深井高温工作面的围岩散热效应研究

深井工作面高温热害严重影响着煤矿的安全生产,而围岩散热是高温热害的主要热源体。为了探索高温围岩散热对巷道内通风风流温度的影响规律,以淮南矿业集团某高温工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟方法对工作面及两侧巷道内风流的温度场分布规律进行了研究,并与现场实测结果进行了对比分析。结果表明:1)随着巷道走向的延伸,巷道内风流的温度以e指数的形式呈增高趋势,巷道越长,在其末端风流温度越接近巷道围岩温度;2)在工作面与运输巷和轨道巷相交区域,由于风流涡旋效应,该区域风流热量不易散出,形成风流温度场与速度场的异常区域,也是回采工作面高温热害治理的关键区域。

孙村煤矿深部制冷降温技术的研究与应用

简述了孙村煤矿矿井降温的历史,测定并总结了该矿热害现状及趋势。结合具体条件提出了适合孙村煤矿的矿井降温方案,并列出了降温系统的运行效果。

深井降温与地热资源利用

为了解决深部矿井围岩、巷道空气温度过高,影响了围岩的力学性质、矿井生产安全和地热资源利用三方面问题。采用在巷道内设蒸发器(装有制冷剂的管组)释放冷量降低环境温度,工质蒸发吸收热量;在地面设压缩机、冷凝器和换热器,气态工质经压缩后在冷凝器内释放热量,一次从井下提取热量的深井降温系统;达到既改善工作环境,降低巷道内环境温度,又将置换出的热量用于地面供热及生活用水的方法。该系统的研究对深井降温与地热资源利用有一定的参考价值和指导意义。

深热综采工作面制冷降温技术的研究与实施

总结了平顶山煤业集团公司五矿的热害状况,分析了热源分布规律,提出了综采工作面以机械降温为主、热水排放、上隅角热风抽放、采面喷淋相结合的综合降温方案,实践证明了其降温的有效性。

相变蓄冷材料包间隙对冷却服热湿传递特性的影响

热害是深井开采的主要灾害之一,严重影响矿工的心理情绪及身体健康,大面积的机械制冷降温能耗高投资大。冷却服是1种应用于高温工作场所的有效个体防护设施,由于存在着热防护时间不理想、热舒适性差等问题而未能广泛使用。设计了一种相变蓄冷材料(Phase Change Cold Storage Material简称PCCSM)填充式冷却服,运用数值模拟方法研究了PCCSM包分布间隙分别为2、4、6、8、10 mm的5种冷却服的热防护和湿扩散特性,综合分析传热及传湿,得出4 mm间隙为最优的PCCSM包分布间隙,既能兼顾防护服的热防护性,同时对湿传递也具有很好的效果。

协庄矿井热害治理的实践

协庄煤矿通过采取综合降温措施治理-850m西大巷高温热害,改善了工作环境,取得了较好效果。

新型矿井热害防治系统及其可行性分析

随着地下矿开采深度的不断增加,矿井热害问题日益突出,不仅威胁井下作业人员的健康,而且严重影响劳动效率及企业的经济效益。通过对传统制冷工艺的深入研究,在分析以往人工制冷措施利弊的基础上,提出了一种新型的矿井热害防治系统,该系统由2部分组成,分别运用了传热学及热力学的相关原理。第一部分是覆盖在制冷巷道围岩表面的隔热材料,作用是降低围岩热辐射及与制冷系统配合延缓空气升温。第二部分是一套人工制冷系统,是在传统空气压缩制冷循环的基础上合理改进而来。该系统以制冷巷道作为制冷对象,将原有的换热方式改为2股气流的混合,在不影响井下风量和风速的前提下,降低制冷巷道中的风流温度。该系统不仅使制冷效果得以显著提高,而且简化了系统组成,降低了施工及运行管理的技术难度,同时减少了资金投入,节约了生产成本,而且系统安全性也相对更高。

防治矿井热害的人工制冷方案分析

分析了造成矿井热害的主要热源,通过对井下各种热源散热量的分析得出各自对矿井升温的影响,并以此衡量矿井热害的严重程度;应用热力学、传热学的理论和方法分析了理想制冷机制冷参数等各项经济指标;结合实际制冷装置循环的特点对其经济性进行定性分析,通过各种制冷装置的对比,提出应优先采用空气压缩制冷循环,为矿井热害治理方案选择提供依据。

LFJ-160型矿用移动式冷风机的研制

文中对LFJ - 1 60型矿用移动式冷风机的工作原理、结构特点及主要技术指标进行了阐述 ,并对冷风机实际运行工况参数和制冷效果进行了测试和分析。结果表明 ,该机组运行平稳可靠 ,降温效果明显 ,可有效地解决井下局部高温热害 ,为我国矿井降温工作又提供了一种行之有效的装备。

高温矿井的热害治理

随着矿井开采深度的增加,热害问题越来越严重。通过分析热害的来源,以及其主要危害,提出了有针对性的防治措施,建立井下适宜的作业环境,保护矿工的身体健康,保证矿山生产安全、稳定、高效地向前发展。

利用恒温水源进行矿井降温

矿井热害是客观存在的现象,为治理热害,人们进行了各种尝试和努力。基于淮南矿区井下局部热害严重,恒温水源充沛的特定条件,提出利用恒温水源进行矿井降温的设想;并从理论上进行了可行性分析计算;对依靠自然动力运行进行校核后,初步构思了恒温水源进行矿井降温系统;探讨了采掘工作面的新型降温方式。