發(fā)布時間：2020-02-03 16:10

【摘要】：掘進(jìn)工作面作為礦井井下主要作業(yè)地點(diǎn)之一,其高溫?zé)岷栴}一直是降溫工作的重點(diǎn),為保證高溫掘進(jìn)工作面有良好的降溫效果,必須對面內(nèi)冷負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算,然而通過分析現(xiàn)有的掘進(jìn)工作面冷負(fù)荷計(jì)算方法發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的計(jì)算方法存在誤差大、計(jì)算思路模糊等問題。本文從掘進(jìn)工作面內(nèi)基本的傳熱理論入手,分析導(dǎo)致面內(nèi)高溫?zé)岘h(huán)境的原因,為更直觀的反映掘進(jìn)工作面內(nèi)的高溫情況,借助數(shù)值模擬軟件,對建立的掘進(jìn)工作面模型進(jìn)行仿真模擬;模擬進(jìn)行前,根據(jù)對掘進(jìn)巷道圍巖散熱時空演化模型解算得到的圍巖壁面溫度變化規(guī)律,分段、分面設(shè)定模型壁面溫度等邊界條件,使模擬結(jié)果更加客觀真實(shí)的反映掘進(jìn)工作面高溫?zé)岘h(huán)境的情況,為降溫工作提供思路。對于掘進(jìn)工作面的冷負(fù)荷計(jì)算,本文在分析現(xiàn)有計(jì)算方法存在的種種弊端以及掘進(jìn)工作面內(nèi)溫度有關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上,提出改進(jìn)思路,率先將掘進(jìn)工作面前部30 m范圍定義為掘進(jìn)工作面“目標(biāo)降溫區(qū)域”,以保證此區(qū)域溫度適宜為前提,以焓差法為基礎(chǔ),通過對掘進(jìn)工作面熱環(huán)境預(yù)測模型逆熱力過程推導(dǎo)得到新的冷負(fù)荷計(jì)算方法——冷負(fù)荷逆熱力算法。以冷負(fù)荷逆熱力算法為依據(jù),對兗煤菏澤能化有限公司趙樓煤礦5 303掘進(jìn)工作面冷負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算、選取空冷器型號,進(jìn)而進(jìn)行空冷器布置設(shè)計(jì),通過分析空冷器布置位置與降溫效果的關(guān)系并通過相應(yīng)的理論計(jì)算,得出了空冷器最佳的布置區(qū)域;降溫設(shè)備運(yùn)行以來,通過現(xiàn)場實(shí)測發(fā)現(xiàn)降溫效果基本達(dá)到預(yù)期要求,改善了人員集中區(qū)域的作業(yè)環(huán)境,從而印證了冷負(fù)荷計(jì)算方法的正確性,空冷器布置的合理性。
【圖文】：

但是對于熱害嚴(yán)重的礦井，其降溫效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。對逡逑礦井開采深度不斷增加的趨勢，，礦井熱害問題不斷加劇，非人工降溫方逡逑能滿足要求，必須采取人工降溫方式進(jìn)行降溫［４６］。人工降溫方式主要有逡逑種：逡逑．冷水機(jī)組制冷降溫逡逑水機(jī)組制冷降溫按設(shè)備布置位置可以分為：地面集中式、井下集中式、逡逑面聯(lián)合集中式、分散式。分散式一般適用于礦井總冷負(fù)荷小于２邋ＭＷ的逡逑而集中式一般適用于礦井總冷負(fù)荷大于２ＭＷ的礦井；對于集中式制冷逡逑統(tǒng)，從使用技術(shù)上來看，３種系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)：井下集中式系統(tǒng)存在冷逡逑放困難的問題，地面集中式和井上下聯(lián)合集中式系統(tǒng)在冷凍水被使用前逡逑過高低壓轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過程會使冷凍水有３？４邋°Ｃ的溫升［４４］。逡逑

國第一個達(dá)到國家規(guī)程要求、滿足生產(chǎn)需要的地面散熱煤礦井下集中式水溫系統(tǒng)［４７］。逡逑ｂ．空氣壓縮式制冷逡逑１９７３年煤科院撫順分院研制了邋ＹＰ－１００型礦用環(huán)縫式壓力引射器、渦流冷器；１９９３年平頂山礦務(wù)局和原中國航空工業(yè)總公司６０９研宄所聯(lián)合研制ＫＬ１０１型礦用無氟空氣制冷機(jī)［４８１。１９８９年南非一金礦建成了壓縮空氣制冷。由于空氣壓縮制冷循環(huán)的制冷系數(shù)、單位質(zhì)量制冷工質(zhì)的制冷能力均小汽壓縮制冷系統(tǒng)，在產(chǎn)生相同制冷量的情況下，空氣壓縮式制冷系統(tǒng)需要大的裝置，并且單位制冷量的投資和年運(yùn)行費(fèi)用均高于蒸汽壓縮式系統(tǒng)，，全礦井采用空氣壓縮式制冷系統(tǒng)降溫的礦井較少。而壓力引射器、渦流冷器等裝置，實(shí)際上僅是一種空氣膨脹裝置，它必須與地面空氣壓縮機(jī)聯(lián)用［４９］。逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD727.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2576062