【摘要】：掘進工作面作為礦井井下主要作業(yè)地點之一,其高溫熱害問題一直是降溫工作的重點,為保證高溫掘進工作面有良好的降溫效果,必須對面內(nèi)冷負荷進行準確計算,然而通過分析現(xiàn)有的掘進工作面冷負荷計算方法發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的計算方法存在誤差大、計算思路模糊等問題。本文從掘進工作面內(nèi)基本的傳熱理論入手,分析導致面內(nèi)高溫熱環(huán)境的原因,為更直觀的反映掘進工作面內(nèi)的高溫情況,借助數(shù)值模擬軟件,對建立的掘進工作面模型進行仿真模擬;模擬進行前,根據(jù)對掘進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、分面設定模型壁面溫度等邊界條件,使模擬結(jié)果更加客觀真實的反映掘進工作面高溫熱環(huán)境的情況,為降溫工作提供思路。對于掘進工作面的冷負荷計算,本文在分析現(xiàn)有計算方法存在的種種弊端以及掘進工作面內(nèi)溫度有關規(guī)定的基礎上,提出改進思路,率先將掘進工作面前部30 m范圍定義為掘進工作面“目標降溫區(qū)域”,以保證此區(qū)域溫度適宜為前提,以焓差法為基礎,通過對掘進工作面熱環(huán)境預測模型逆熱力過程推導得到新的冷負荷計算方法——冷負荷逆熱力算法。以冷負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掘進工作面冷負荷進行計算、選取空冷器型號,進而進行空冷器布置設計,通過分析空冷器布置位置與降溫效果的關系并通過相應的理論計算,得出了空冷器最佳的布置區(qū)域;降溫設備運行以來,通過現(xiàn)場實測發(fā)現(xiàn)降溫效果基本達到預期要求,改善了人員集中區(qū)域的作業(yè)環(huán)境,從而印證了冷負荷計算方法的正確性,空冷器布置的合理性。
【圖文】：

但是對于熱害嚴重的礦井，其降溫效果遠遠不能滿足要求。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行降溫［４６］。人工降溫方式主要有逡逑種：逡逑．冷水機組制冷降溫逡逑水機組制冷降溫按設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荷小于２邋ＭＷ的逡逑而集中式一般適用于礦井總冷負荷大于２ＭＷ的礦井；對于集中式制冷逡逑統(tǒng)，從使用技術上來看，３種系統(tǒng)各有優(yōu)缺點：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［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行費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，實際上僅是一種空氣膨脹裝置，它必須與地面空氣壓縮機聯(lián)用［４９］。逡逑
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TD727.2

【參考文獻】

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本文編號：2576062