本文選題：礦井降溫 + 掘進(jìn)巷道��； 參考：《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：礦井高溫?zé)岷χ卫硪呀?jīng)成為深部采礦工程的一大科技難題。本文采用理論分析、礦井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)以及數(shù)值模擬相互結(jié)合的方法,進(jìn)行高溫掘進(jìn)巷道熱環(huán)境及降溫冷負(fù)荷計(jì)算的研究,以更好的掌握高溫掘進(jìn)巷道熱環(huán)境的分布變化規(guī)律,提高降溫冷負(fù)荷計(jì)算方法的準(zhǔn)確性。本文使用FLUENT軟件,建立了巷道壁面沿長(zhǎng)度方向變化的模擬模型,使模型的參數(shù)條件與實(shí)際巷道較為接近。使用該模型模擬巷道熱環(huán)境,通過(guò)礦井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差基本在1℃以?xún)?nèi),證實(shí)了該模型的可靠性。通過(guò)對(duì)熱環(huán)境模擬測(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,設(shè)計(jì)并搭建了巷道降溫實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),采用實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)合的方法進(jìn)行模擬巷道熱環(huán)境研究,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)巷道Ⅳ截面溫度最高,風(fēng)筒出口附近區(qū)域溫度較低,巷道內(nèi)同一截面各處風(fēng)流溫度存在差異。另外,通過(guò)在平煤五礦掘進(jìn)巷道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)并進(jìn)行數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)風(fēng)流溫度在距離工作面15~25m處較高,風(fēng)筒出口附近區(qū)域風(fēng)流溫度較低。結(jié)合礦井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)以及數(shù)值模擬綜合分析發(fā)現(xiàn):掘進(jìn)巷道熱環(huán)境存在回頭熱現(xiàn)象、風(fēng)筒出口低溫現(xiàn)象以及巷道橫截面溫度分布不均勻現(xiàn)象。提出巷道熱環(huán)境動(dòng)態(tài)平衡假設(shè),分析降溫前后風(fēng)流與巷道的熱交換,得出降溫冷負(fù)荷的理論計(jì)算式為Q=MDi+DQ,其與傳統(tǒng)冷負(fù)荷計(jì)算方法之間的偏差為ΔQ。通過(guò)提出巷道綜合熱交換系數(shù)、巷道熱源當(dāng)量散熱面積、巷道綜合傳濕系數(shù)、巷道濕源當(dāng)量傳濕面積等概念,并將其應(yīng)用于求解降溫冷負(fù)荷理論計(jì)算式,通過(guò)推導(dǎo)獲得可求解的冷負(fù)荷理論計(jì)算式以及降溫后入風(fēng)溫度計(jì)算式與含濕量計(jì)算式。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí),設(shè)計(jì)地點(diǎn)設(shè)計(jì)風(fēng)流焓值58.47 k J/kg,采用傳統(tǒng)計(jì)算方法進(jìn)行降溫時(shí)對(duì)應(yīng)風(fēng)流焓值66.94k J/kg,本文提出的計(jì)算方法對(duì)應(yīng)風(fēng)流焓值59.99 k J/kg。礦井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí),設(shè)計(jì)地點(diǎn)設(shè)計(jì)風(fēng)流焓值75.07k J/kg,采用傳統(tǒng)計(jì)算方法進(jìn)行降溫時(shí)對(duì)應(yīng)風(fēng)流焓值80.01k J/kg,本文提出的計(jì)算方法對(duì)應(yīng)風(fēng)流焓值76.45 k J/kg。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),本文提出的計(jì)算方法對(duì)應(yīng)風(fēng)流焓值與設(shè)計(jì)值更為接近,準(zhǔn)確度有所提高。
[Abstract]:The treatment of high temperature thermal damage in mine has become a big scientific and technological problem in deep mining engineering.In this paper, theoretical analysis, mine field test, laboratory experiment and numerical simulation are used to study the calculation of thermal environment and cooling load of high-temperature tunneling roadway.In this paper, using FLUENT software, a simulation model of roadway wall variation along the length direction is established, which makes the parameter conditions of the model close to the actual roadway.The model is used to simulate the thermal environment of roadway, and verified by mine field test and laboratory experiment. It is found that the deviation between simulation result and experiment result is within 1 鈩，

本文編號(hào)：1735589