【摘要】：隨著礦井開采深度增加,高溫?zé)岷Τ蔀榱松罹_采普遍面臨的難題。風(fēng)流和巖體之間的氣固傳熱是造成熱害主要原因。相關(guān)文獻(xiàn)表明,在巖溫不超過36℃條件下,通風(fēng)降溫應(yīng)優(yōu)先采用。本文以具有深井熱害典型特征的夏甸金礦為例,采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬、相似模型相結(jié)合的方法,對(duì)礦井氣固傳熱理論與通風(fēng)降溫技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了研究。通過對(duì)夏甸金礦多水平原巖溫度測(cè)試,獲得該礦地溫梯度計(jì)算公式;經(jīng)過對(duì)礦內(nèi)各熱源的產(chǎn)熱分析與計(jì)算,發(fā)現(xiàn)圍巖與壓縮空氣的放熱量占比近71%。為獲得礦井調(diào)熱圈在巖體性質(zhì)、巷道物理參數(shù)和通風(fēng)參數(shù)等多因素復(fù)合作用下的導(dǎo)熱機(jī)理,將經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間通風(fēng)的礦井調(diào)熱圈以穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱模型考慮,依據(jù)經(jīng)典傳熱學(xué)理論,推導(dǎo)出調(diào)熱圈溫度和半徑的計(jì)算公式。兩公式分別經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,誤差在可接受范圍內(nèi)。綜合考慮地面氣候的季節(jié)性差異、井內(nèi)空氣熱濕參數(shù)變化與圍巖散熱對(duì)立井深部熱環(huán)境的影響,基于宏觀動(dòng)態(tài)熱平衡理論,建立了立井風(fēng)溫預(yù)測(cè)模型。經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,立井深部風(fēng)流溫度的計(jì)算誤差在℃之內(nèi)�；谀M巷道通風(fēng)降溫實(shí)驗(yàn)風(fēng)溫?cái)?shù)據(jù)的分析歸納,揭示了掘進(jìn)巷道風(fēng)流溫度場(chǎng)分布特征。掘進(jìn)巷道風(fēng)流溫度場(chǎng)可分為迎頭阻礙區(qū)、射流影響區(qū)、回風(fēng)穩(wěn)定區(qū)、外部影響區(qū),在射流影響區(qū)內(nèi)存在循環(huán)渦流區(qū),循環(huán)渦流區(qū)內(nèi)存在風(fēng)流溫度最低點(diǎn)。依據(jù)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》要求,將28℃設(shè)定為通風(fēng)降溫目標(biāo)值。通過數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)夏甸金礦在總風(fēng)量為135.6m3/s時(shí),深部-740m、-780m水平實(shí)現(xiàn)降溫目的時(shí),井口入風(fēng)溫度宜在21℃及以下;通風(fēng)設(shè)計(jì)變更后(總風(fēng)量347.5m3/s),通風(fēng)降溫適用于-1260m水平及以上,在該水平以下難以僅通過通風(fēng)實(shí)現(xiàn)降溫目的。本課題研究成果可對(duì)夏甸金礦深部通風(fēng)降溫方案優(yōu)化提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo),相關(guān)理論可補(bǔ)充與完善深井通風(fēng)理論。
【圖文】：

_1技術(shù)路線圖

－ｍ、－、－。層布置兩個(gè)鉆孔，為排除相互影響，同一水平的鉆孔間距保持在５０不同水平分層鉆孔盡量靠近同一勘探線，，測(cè)點(diǎn)位置如表３－１所示。厚度一般不超過３０ｍ，本次鉆孔深度設(shè)置為３０ｍ。逡逑表３－１原巖溫度測(cè)點(diǎn)布置逡逑編號(hào)邐測(cè)點(diǎn)布置逡逑１邐－６６２ｍ水平５２９勘探線逡逑２邐－６６２ｍ水平５４８勘探線逡逑３邐－７００ｍ水平５２８勘探線逡逑４邐－７００ｍ水平５４１勘探線逡逑５邐－７４０ｍ水平５３５勘探線逡逑６邐－７４０ｍ水平５４１勘探線逡逑每個(gè)鉆孔內(nèi)溫度測(cè)點(diǎn)由內(nèi)到外布置，測(cè)點(diǎn)間距２．５ｍ，共布置１１個(gè)３－１所示。逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD727.2

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本文編號(hào)：2700005