【摘要】：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,對(duì)資源的依賴性越來(lái)越大。煤炭作為目前為止最主要的能量來(lái)源,其開(kāi)采強(qiáng)度必然逐步提高,但目前我國(guó)的淺部資源日益減少,開(kāi)采深部資源已成為一種必然。礦井開(kāi)采的深度越大,熱害問(wèn)題也越嚴(yán)重,解決礦井出現(xiàn)的高溫高濕問(wèn)題就成為開(kāi)采深部煤碳資源的首要難題。在熱害嚴(yán)重的礦井中,為了滿足礦井開(kāi)采時(shí)的溫度要求,必須采用必要的降溫措施;同時(shí),夏季高溫季節(jié),地面建筑空調(diào)冷凍水降溫也需要冷量。如果直接人工制冷以滿足礦井降溫和建筑空調(diào)制冷,煤炭開(kāi)采的成本則會(huì)大大增加。目前國(guó)內(nèi)外深部礦產(chǎn)資源的開(kāi)采主要采用凍結(jié)鑿井法,其實(shí)質(zhì)是利用人工制冷臨時(shí)改變巖土性質(zhì)以固結(jié)地層。而凍結(jié)完成進(jìn)入井筒鑿井階段時(shí),井筒壁內(nèi)蓄存了大量冷量,如果利用原凍結(jié)管,通入循環(huán)水將部分冷量提取出來(lái)正好可以為礦井降溫和空調(diào)冷凍水降溫提高冷量,從而實(shí)現(xiàn)能源的二次利用。目前我國(guó)甚至其他國(guó)家都沒(méi)有比較成熟的、高效的凍結(jié)壁冷量提取應(yīng)用方案。本文以某礦為背景開(kāi)展了一系列的研究,首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料計(jì)算分析了礦井開(kāi)采需冷量、凍結(jié)壁蓄冷量隨時(shí)間的推移而不斷減小的變化特點(diǎn),通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證凍結(jié)壁冷量利用可行性,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,選用鹽液-水水箱式換熱器為凍結(jié)壁冷量利用試驗(yàn)系統(tǒng)并通過(guò)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)理論分析凍結(jié)壁冷量提取系統(tǒng)換熱器傳熱系數(shù)的影響因素主要有換熱器換熱面結(jié)冰形成熱阻、水箱內(nèi)水流流速、管道內(nèi)鹽液流速等。凍結(jié)壁冷量提取與應(yīng)用實(shí)際上就是資源的二次利用,更大程度上的提高資源的利用率,能最大限度的節(jié)約日益減少的資源,提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,符合目前大力提倡的"綠色施工"的要求。因此,凍結(jié)壁冷量提取與應(yīng)用有很大的研究?jī)r(jià)值,也是今后社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
[Abstract]:With the rapid development of national economy, the dependence on resources is increasing. The mining intensity of coal, as the most important energy source up to now, is bound to increase gradually, but the shallow resources in our country are decreasing day by day, so it is inevitable to mine deep resources. The deeper the mining depth, the more serious the problem of thermal damage. Solving the problem of high temperature and high humidity in the mine becomes the most important problem in mining deep coal resources. In order to meet the requirement of mining temperature, the necessary cooling measures must be adopted in the mine with serious thermal damage, and at the same time, in the summer high temperature season, the cooling capacity is also needed for the cooling of the surface air conditioning freezing water. If the direct manual cooling to meet the cooling of the mine and building air-conditioning refrigeration, the cost of coal mining will be greatly increased. At present, the mining of deep mineral resources at home and abroad mainly adopts the method of freezing well sinking, the essence of which is to use artificial refrigeration to change the properties of rock and soil temporarily to consolidate the strata. When the freezing is completed and enters the shaft sinking stage, a large amount of cold capacity is stored in the shaft wall. If the former freezing pipe is used to extract part of the cooling amount from the circulating water, it can increase the cooling rate for the mine cooling and air conditioning freezing water cooling. In order to achieve the secondary use of energy. At present, our country and even other countries do not have more mature, efficient freezing wall cold extraction application. In this paper, a series of researches have been carried out under the background of a certain mine. Firstly, based on the field data, the characteristics of the changing characteristics of the cooling requirement of mining and the decrease of the freezing wall cold storage over time have been analyzed. The feasibility of using freezing wall cooling capacity is verified by experiments, and combined with the actual situation in the field, The salt liquid water tank heat exchanger is selected as the test system for the utilization of the freezing wall cooling volume. Through the experiments and related theories, the influence factors of the heat transfer coefficient of the heat exchanger of the freezing wall cooling extraction system are mainly caused by the formation of heat resistance on the heat transfer surface of the heat exchanger. Water flow velocity in water tank, salt flow velocity in pipe, etc. The extraction and application of frozen wall cooling amount is actually the secondary utilization of resources. To a greater extent, the utilization ratio of resources can be improved, and the decreasing resources can be saved to the maximum extent, and the economic and social benefits can be improved. In line with the current vigorously advocated "green construction" requirements. Therefore, the extraction and application of frozen wall cooling is of great research value and the inevitable trend of social development in the future.
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD265.3

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本文編號(hào)：2302660