热害矿井掘进工作面换热特性

为量化热害矿井掘进工作面的换热特性,根据其通风和换热特点,以掘进工作面冲击射流换热系数的影响因素关联式为基础,结合工程实践中常见参数对换热系数影响因素进行了1∶1的ANSYS数值模拟试验和1∶3的室内相似模拟实验。结果表明:模拟和实验结果在数值范围和变化趋势两方面吻合程度都较高。对数值模拟和实验结果进行回归分析,得到了掘进工作面冲击射流换热系数影响因素关联式的具体形式。数值模拟和实验结果回归分析式的相关系数分别为0.925和0.944。

掘进工作面冲击射流换热特性

针对高温矿井掘进工作面的通风和换热特点,运用量纲分析法,得出掘进工作面射流冲击换热系数的关联式,结果表明,射流冲击换热无量纲Nu与Re、巷道特征直径D、风筒直径d和风筒出口距工作面断面的距离H有关。采用ANSYS软件对特定巷道的不同风流雷诺数Re、风筒直径d和风筒出口距工作面断面的距离H的216种组合方式下的换热情况进行了模拟。模拟结果回归分析表明:当D/d为5.60时,Nu与Re,H/d之间的关系式符合Lorentzian模型;当D/d为4.20和3.36时,Nu与Re,H/d之间的关系式符合抛物面模型,相关系数R2分别为0.882 2,0.699 0和0.875 4。

热害矿井巷道温度场分布规律研究

为解决深部开采带来的热害问题,基于地质学和热力学理论,建立了热害矿井巷道温度场的数学模型,研究了巷道内部温度场随埋深和通风热速的变化规律。计算结果表明,巷道温度场对埋深的敏感度要高于风速、温度随埋深的增加而呈阶段性递增。控制入口温度是解决矿井热害的关键。以上结论为矿井热害的综合治理提供了重要依据。

深井高温矿山热害控制新技术

阐述了对深井高温进行治理的技术措施,重点研讨了冰冷却技术,包括冰的制备、输送和融化技术等。作为一种新型深井降温技术,冰冷却系统由于其具有无静水压力、运行成本低、制冷效率高等突出优点,将在深井热害控制领域有着良好的应用前景。

HEMS深井降温系统研发及热害控制对策

深井高温热害作为深部煤炭资源开采中的严重灾害,高温不仅影响了围岩的力学性质,而且严重影响矿井安全生产,因此,必须进行深入研究。针对国内外矿井降温技术存在的问题,提出了以矿井涌水作为冷源的深井开采高温热害控制HEMS技术,运用提取出的冷量与工作面高温空气进行换热作用,降低工作面的环境温度及湿度。该技术结合夹河矿深井降温工程,建成了国内第一个控制深井热害的深部科学与工程实验室(DUSEL)。系统运行结果表明,工作面温度降低4℃～6℃,最高温度控制在28℃～29℃,相对湿度降低5%～10%,极大改善了井下工作环境,热害控制效果显著,具有广阔的推广应用前景。

埋深对井巷温度场分布影响的研究

为解决深部开采带来的热害问题,基于地质学和热力学理论,建立了热害矿井巷道温度场的数学模型,并对其进行了数值模拟分析,初步研究了巷道内部温度场随埋深的变化规律。计算结果表明,巷道温度场对埋深敏感,温度场的变化符合由快到慢的变化规律,温度随埋深的增加而呈阶段性递增,这对于矿井热害的综合治理具有重要意义。

极厚大矿床深井开采通风降温技术研究

对于深井开采通风降温方案的选择,地表气候具有决定性的作用。基于三维通风仿真软件Ventsim,针对进风温度、降温风速、人工制冷量等主要因素,对大台沟铁矿深井开采进行了全面的通风降温热模拟,最终获得大台沟铁矿深井开采全年通风降温最优方案,为人工制冷工艺与矿山通风降温方案的选择提供了非常重要的科学依据。在深井开采过程中,人工制冷对矿山的安全生产与经济效益均具有非常重要的影响。

新能源治理深部矿井热害储冷系统研究

煤矿的深部开采是我国资源发展的趋势,但随着深度的增加,热害问题越加严重,危及到煤矿行业的生产安全。国外的大型机组制冷方式,虽然可以达到井下降温的目的,但由于消耗大量的电能而不能在我国得到广泛地利用。以地热能利用技术为代表的新一代能源利用技术,以其运行费用经济、环保、可靠,得到了发展利用。本文以夹河矿为例,运用地层储冷井下降温技术,把低焓地热能和风能结合起来,将冬季空气的冷能储存在浅部地层中,辅以井上及井下换能系统,解决井下热害问题。

矿井冰水冷辐射降温技术研究

通过对矿井热环境参数与原始岩温的实测,分析了热源及其分布规律,确定了冷量需求,提出采用机械制取冷（冰）水辐射降温的方案.研究分析了井下冰水降温技术中冰水冷辐射降温技术的相关因素,建立了小时制冰能力37.5 t、制2℃左右冷水62.7 t的降温系统,掘进工作面1台、采煤工作面采用进风巷装备空冷器、采面均布4台小型空冷器.系统运行以后,掘进面温度可以下降3~7℃,工作面温度可以降低3~5℃,从而大大改善了采、掘工作面的作业条件,并为类似条件下研究热害治理问题提供了思路.

三河尖矿深井高温体特征及其热害控制方法

地热异常矿井进入深部开采后热害现象严重。通过对三河尖矿地温场、地温梯度变化规律及岩石热物理性质的分析,揭示三河尖矿深部地温随深度的增大变化异常,大地热流值偏高,为典型地热异常矿井。总结分析得出三河尖模式高温热害特征,即冷源短缺地热异常。针对三河尖模式热害治理,结合三河尖矿地面供热现状,提出三河尖模式热害治理HEMS降温技术,该技术利用井下热水实现井上供热,将产生冷能储存于第四系储能层用于井下制冷,解决热害的同时实现地面供热。三河尖矿成功的实现一期井下热害治理工程,通过对72201工作面降温效果分析,该系统大大改善工作面长期以来高温高湿的工作环境,值得在深部开采及相关领域推广应用。

储冷对井治理深部矿井热害研究

煤炭开采不断向深部发展,随之而来的热害问题也愈加严重。采用地层储冷技术,利用换能系统及储冷对井,治理井下热害。本文以夹河矿的地质条件、热力学及水力学参数为设计依据,运用数值模拟方法,分析了储冷对井储冷期顶板下40 m等温线和制冷期I-I剖面等温线,从理论上证明了储冷对井用于储冷和制冷的可行性。另外,储冷期末停采停灌期,储冷对井冷水体温度上升曲线分析表明,储冷对井所在储冷含水层具有良好的储冷效果。

水力通风换热机设计及其在封闭高温高湿环境中的应用

深部开采矿山供水系统中生产用水具有较大的势能,基于对这部分能量的利用,提出一种治理矿山热害的新方法,并已试制1台可以实现通风换热的实验装置,即水力通风换热机。通过总结水力通风换热机的结构、运行原理、功能特点,讨论了水力通风换热机在矿山可应用的空间区域,并提出了水力通风换热机今后的研究方向及重点。

热害矿井气流与围岩热交换的数值模拟(英文)

为了研究热害矿井中的气流与围岩热交换问题,基于热力学理论建立了气流与围岩热交换的数学模型,并采用METLAB对数学模型进行求解。计算和实验对比结果表明,在通常情况下围岩中温度场和温度矢量的分布是对称的,气流速度会明显影响温度的分布,但不会改变温度场的对称分布状态。巷道的温度会随着气流速度的增加而降低,但并没有急剧减小,因此风速的确定应与矿井通风相结合。

三河尖煤矿热力参数测定及热湿源危害分析

确定合理的测试方法、路线,并在对三河尖煤矿热环境参数进行分级的基础上,沿主要进、回风路线对矿井温度、压力、风速、密度、含湿量、相对湿度、热焓以及湿卡他度等热环境参数进行详细测定,进而对地面流经采掘工作面过程中风流路线的变化规律进行详细分析,指出它们之间的相互变化关系。由测算数据得出风流自地面至采掘工作面热环境参数变化规律及热湿源分布,进而确定了新暴露围岩及综采工作面围岩散热为井下最主要热源,为三河尖煤矿热湿源确定及热害治理指明了方向。

矿井热源分析及井巷风流温度计算应用

为解决煤炭开采深度的增加与深层煤炭开采带来的高温热害问题,采用对不同类型巷道进行计算分析的方法,结合大屯煤电姚桥煤矿的实际情况对井巷风流温度进行计算,对大屯煤电姚桥煤矿矿井温度进行研究.结果表明:利用这种算法计算得到大屯煤电姚桥煤矿矿井的温度与实际相符合,得出适合大屯煤电姚桥煤矿矿井温度计算的方法;对大屯煤电姚桥煤矿7267工作面温度计算分析,提出可以适当增加7267工作面的风量,以达到良好的降温效果.

矿井热害产生的原因、危害及防治措施

随着矿井开采深度的增加 ,矿井中高温高湿热害问题会越来越严重。笔者分析了矿井中高温高湿热害产生的具体原因、对人体的严重危害 ,并探讨了对其防治的相应措施 ,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。笔者旨在提醒人们对矿井中高温高湿热害这个问题引起重视 ,尽量减少其对人体的危害 ,采取一切有效办法 。

热害矿井降温技术研究及应用

分析了矿井热湿源分布、高温高湿热害对矿井安全生产的影响及非人工制冷降温的主要措施及特点,阐述了矿井空调降温的主要类型及基本原理。结合周源山煤矿深部热害治理工程实践,基于周源山煤矿通风系统现状及含有丰富的涌水冷源这一天然优势,制定了提取矿井涌水冷源的HEMS矿井空调降温方案。在深部开采过程中,从矿井涌水中提取冷量,将冷量传输至深部工作面,与高温高湿空气进行热湿交换,从而降低工作面温度、湿度,改善作业环境。

金属矿山深井热害产生原因及其治理措施

随着金属矿山开采深度的增加,矿井高温热害问题会越来越严重,导致井下空气温度变化的主要因素是地热、空气压缩热、爆热和氧化反应热。文中分析了金属矿山井下热源及其危害,介绍了井下热量计算方法,提出利用矿井通风技术治理井下热害的措施。

我国矿井人工制冷降温技术现状及存在问题分析

对我国矿井人工制冷降温技术发展现状和趋势进行了分析,并对各种矿井人工制冷降温技术使用条件、技术特性、经济性及存在问题进行了分析探讨。

矿井深部热害分析及治理研究

高温高湿热害是矿井向深部开拓延伸中普遍面临的问题,给井下作业人员的健康和矿井安全生产带来了极大的影响和危害。论述了热害治理的非人工制冷降温与人工制冷降温(矿井空调降温)两条主要思路,分析了非人工制冷降温的主要技术措施及特点,矿井空调降温的主要类型与基本原理,以及矿井空调降温方案的优缺点。