本文關(guān)鍵詞： 高溫礦井 季節(jié)性熱害 風(fēng)溫預(yù)測(cè) 降溫方法 換熱器　出處：《西安建筑科技大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：礦井熱害是繼頂板、瓦斯、火、水、粉塵五大災(zāi)害之后的第六大災(zāi)害,與粉塵、噪聲、有毒有害氣體,同列為煤礦四大職業(yè)危害因素,嚴(yán)重威脅礦工生命安全和身體健康。隨著礦井開采深度增加,地溫增高,圍巖溫度增加,尤其是夏季地面氣溫高,導(dǎo)致井下工作地點(diǎn)溫度增加,熱害程度加劇,現(xiàn)有降溫方法均難以滿足要求。本文通過(guò)對(duì)山東巨野礦區(qū)熱害礦井大量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與測(cè)試,掌握一年地面氣候變化對(duì)井下氣候的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了礦井季節(jié)性熱害形成特征及其影響因素。為了掌握礦井季節(jié)性熱害形成原因及其治理方法,論文開展季節(jié)性風(fēng)溫作用下圍巖非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)數(shù)值分析、風(fēng)溫預(yù)測(cè)及其降溫方法研究,取得如下主要?jiǎng)?chuàng)新成果:采用激光導(dǎo)熱儀實(shí)驗(yàn)測(cè)試了8組煤、巖體和風(fēng)筒在溫度為10~60℃的導(dǎo)熱系數(shù),為圍巖溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)提供了基礎(chǔ)參數(shù)。根據(jù)礦井風(fēng)流溫度與圍巖溫度場(chǎng)存在相互影響作用關(guān)系,建立了非穩(wěn)態(tài)風(fēng)溫作用下井巷溫度場(chǎng)分布數(shù)學(xué)模型。采用有限差分法求解調(diào)熱圈溫度場(chǎng),并編制了相應(yīng)分析軟件,模擬計(jì)算季節(jié)性風(fēng)溫作用下井巷圍巖調(diào)熱圈溫度場(chǎng)。采用分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)測(cè)試了圍巖溫度場(chǎng),實(shí)測(cè)結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果基本吻合�；诩竟�(jié)性風(fēng)溫變化下調(diào)熱圈溫度場(chǎng)變化規(guī)律,揭示出礦井季節(jié)性熱害形成機(jī)理,為在地面井口對(duì)入井風(fēng)量實(shí)施降溫除濕提供了理論依據(jù)。為準(zhǔn)確掌握季節(jié)性氣候下井下風(fēng)流的溫度、濕度,預(yù)測(cè)礦井熱害分布狀況,基于對(duì)多種熱源作用下風(fēng)溫預(yù)測(cè)模型分析,提出了以礦井全風(fēng)網(wǎng)解算為基礎(chǔ)的風(fēng)流溫、濕度預(yù)測(cè)方法。針對(duì)單一井巷風(fēng)溫預(yù)測(cè)模型中風(fēng)量已知,而礦井風(fēng)網(wǎng)中由于溫差形成自然風(fēng)壓影響風(fēng)量分配的問(wèn)題,建立了風(fēng)溫與風(fēng)量之間的耦合作用模型。研發(fā)了基于ObjectARX的井下巷道風(fēng)流溫度、濕度計(jì)算分析軟件,對(duì)趙樓煤礦通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模擬計(jì)算。實(shí)測(cè)1307采面、3303采面2條通風(fēng)路線溫度與濕度,結(jié)果與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合。通過(guò)礦井風(fēng)流溫度、濕度預(yù)測(cè),為礦井季節(jié)性熱害程度分析和降溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。根據(jù)礦井季節(jié)性熱害形成特點(diǎn),將夏季高溫進(jìn)風(fēng)風(fēng)流熱、濕留在地面井口,消除夏季礦井高溫?zé)岷?提出了礦井全風(fēng)量井口降溫新方法。針對(duì)礦井總進(jìn)風(fēng)量大(20000m3/min),設(shè)計(jì)了以礦井主要通風(fēng)機(jī)為動(dòng)力的大風(fēng)量空氣換熱系統(tǒng)工藝,換熱器風(fēng)阻24~45Pa,平均漏風(fēng)率8~9%。針對(duì)入風(fēng)井口為運(yùn)輸通道難以封閉問(wèn)題,采用自動(dòng)門閉鎖的井口房封閉方法,形成主、副井口降溫氣室,實(shí)現(xiàn)了入井風(fēng)流的降溫。在巨野礦區(qū)趙樓煤礦應(yīng)用研究表明,系統(tǒng)將主、副井全部入井風(fēng)溫降低10~15℃,在進(jìn)風(fēng)路線上溫度降低4~5℃,相對(duì)濕度降幅15%,井下工作面進(jìn)風(fēng)26℃以下,顯著改善了勞動(dòng)生產(chǎn)環(huán)境,解決了深井開采季節(jié)性高溫?zé)岷?wèn)題。論文研究為高溫礦井降溫提供了新思路和新方法,對(duì)其它類型高溫礦井熱害治理也具有一定的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:Mine thermal hazard is the 6th major disaster after the roof, gas, fire, water, dust, and dust, noise, toxic and harmful gas, as well as coal mine four major occupational hazards. With the increase of mining depth, ground temperature and surrounding rock temperature, especially the high surface temperature in summer, the underground working site temperature increases and the thermal damage degree intensifies. The existing cooling methods are difficult to meet the requirements. Through a large number of field investigation and test of thermal damage mine in Juye mining area, this paper grasps the influence law of surface climate change on underground climate for one year. In order to understand the formation of seasonal thermal damage and its treatment methods, the paper carried out the numerical analysis of unsteady temperature field of surrounding rock under the action of seasonal wind temperature. The main achievements of wind temperature prediction and cooling method are as follows: the thermal conductivity of 8 groups of coal, rock mass and tuyere at 1060 鈩，

本文編號(hào)：1451683