【摘要】：進入21世紀(jì)以來,隨著我國經(jīng)濟增長和人民生活水平的日益提高,經(jīng)濟建設(shè)對煤炭的需求量也在逐年增大,機械化程度的提高和井型的不斷擴大,使礦井開采深度以平均10～15m/a的速度增加,如此對煤礦的相關(guān)各項開采技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)。采煤深度的增加導(dǎo)致了井下熱害事故的頻繁發(fā)生,給礦井的正常生產(chǎn)和勞動效率提升帶來了很大的影響。論文的研究目的及開展的相關(guān)研究工作,就是欲探討解決千米深井生產(chǎn)過程中遇到的熱害難題,為深部礦井的高效安全開采鏟除障礙,并為深部礦井的地下生產(chǎn)人員提供較為適宜的采礦工作環(huán)境。 論文以潞安礦業(yè)集團姚家山礦千米礦井的工程地質(zhì)條件為研究背景,以礦井熱源分析和熱害防治的相關(guān)理論為依據(jù),首先對礦井熱源及熱交換原理進行逐一的歸類和詳細(xì)的研究,然后通過對井下巷道布置及參數(shù)的構(gòu)思,建立了深部礦井的熱力學(xué)計算模型,并對模型進行分塊,選取一些具有典型意義的區(qū)域為特征點,計算各特征點的熱量、風(fēng)流溫度及需冷量,最后為遭受熱害影響的22106運輸平巷和22106采煤工作面,提出安裝井下集中式移動空調(diào)的降溫方案,并通過定點實測結(jié)果的對比分析,驗證降溫效果。論文通過對潞安礦業(yè)集團姚家山礦千米深井的熱害防治與降溫工程研究實例,表明礦井熱害降溫的具體實施過程,總共需要八個步驟,包括礦井熱害的調(diào)研、礦井內(nèi)重要熱害資料及關(guān)鍵熱力學(xué)參數(shù)的采集、熱力學(xué)理論預(yù)測模型的建立、熱計算模塊的劃分及特征點的選取、特征點放熱量及風(fēng)流溫度的計算、總結(jié)提出重要的熱害區(qū)域并選擇適宜的降溫方案、需冷量計算并驗證降溫方案的技術(shù)經(jīng)濟可行性以及對比分析實際的降溫效果。 論文對礦井熱害的各種防治措施進行歸類,分析了各種降溫手段的優(yōu)缺點,并歸納了各種降溫措施的適用范圍。總之,隨著開采深度的增加,地質(zhì)條件的復(fù)雜化,熱害治理的手段不能局限為單一的方法,需要針對性地結(jié)合通風(fēng)、冰冷或水冷降溫,對比較突出的熱源實施降溫控制、再配合使用其他局部性的降溫措施,才能達到理想的降溫效果。 論文還簡述了現(xiàn)代化新型井下降溫技術(shù),展望了未來的深井降溫技術(shù)。 姚家山千米深井的降溫研究實例,充分驗證了論文熱力學(xué)計算模型及理論計算對實際降溫工作的指導(dǎo)意義,為熱害區(qū)域降溫方案的選擇提供了計算方法和理論依據(jù),對以后其他礦井中類似的熱環(huán)境計算問題也有一定的借鑒價值。
【圖文】：

有效溫度大于35°C時，人體心臟負(fù)擔(dān)加重，出汗量急劇增加，水鹽代謝也急劇的加快，，身體健康將受到非常大的損害。圖1-1為人對高低溫度可耐程度曲線，當(dāng)人長時間暴漏在過高或過低的溫度下時身體就會受到不同程度的損害，甚至有可能發(fā)生死亡。同時高溫環(huán)境也會使工人的勞動效率也會大幅降低，當(dāng)工作面溫度達到26t)至3(rc時，勞動效率系數(shù)為0.8，工作面溫度高于3(rC時，勞動效率系數(shù)僅為0.7[4]。另一方面，井下工人在高溫下作業(yè)會使生產(chǎn)事故顯著增加

圖1-2.南非金礦與井下溫度與事故關(guān)系曲線圖Figure 1-2 Gold mines of South African and underground temperature accident of the graph2國內(nèi)熱舍防治研究我國對礦井降溫理論研究也可追溯到20世紀(jì)50年代，在五六十年代我國就有少進行了礦內(nèi)風(fēng)流熱力狀態(tài)參數(shù)的觀測分析，有些研究人員開展了一些礦井降溫理究,由于當(dāng)時礦井開采深度不大，礦井的熱害問題并不十分突出，因此熱害防治研較慢，有代表性的成果不多[8]。進入20世紀(jì)70年代后，我國有10余處礦井出現(xiàn)害，為了適應(yīng)更大范圍礦井降溫的要求，我國不斷開展了礦井降溫的工程實踐，熱環(huán)境、礦井熱交換理論和礦井降溫技術(shù)等方面的研究不斷深入。我國礦井熱害相關(guān)研究取得了實質(zhì)性進展是在80年代后期，在大量的研究和實經(jīng)形成了比較完整的礦井降溫的學(xué)科理論體系，并相繼出版了一些論文和著作，表作有軍衍強等編著的《礦內(nèi)熱環(huán)境工程》，余恒昌編著的《礦山地?zé)崤c熱害治理林等編著的《礦井空調(diào)技術(shù)》，王隆平編著的《礦井降溫與制冷》等，這些研究
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD727.2

【參考文獻】

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本文編號：2549633