高温岩巷掘进工作面热环境数值模拟及降温方案研究

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随着矿山开采深度的不断增加,矿井的高温热害现象越来越严重,同时井下空气经常处于高湿状态,尤其是掘进工作面,空气湿度经常达到90%以上,高温高湿的工作环境严重影响职工的身心健康、生命安全和企业的经济效益。本文首先通过对井下掘进巷道中风流与围岩热湿交换理论的分析,揭示风流与巷道壁面的温湿交换规律。并以平煤十三矿己四大巷为研究对象,通过对高温岩巷现场资料的收集,分别采用热源分析法、焓差法、负荷计算简化法和负荷计算反分析法四种冷负荷计算法,对工作面的冷负荷进行计算,并对比分析。然后模拟在侧壁供风、中心供风和拱顶供风三种不同的送风模式下,通过改变送风温度、送风速度和风筒距掘进面的距离这三个参数,对比分析得出该掘进工作面降温的最佳送风温度T=18℃、送风速度V=12m/s,风筒距掘进面的距离为8m。在此基础上,又通过对进风风流相对湿度的模拟,得出了掘进工作面湿度场的分布规律,分析不同送风湿度时掘进面环境空气相对湿度的改变,得出了最佳的送风湿度。最后在选取矿井制冷降温系统及其设计方案时,通过采用AHP法,得出了影响最终决策的各基本指标的权值,明确了在选取降温系统时应着重考虑的指标,并分析对比了几种目前常用的不同的降温系统,并选择了合适的系统,为矿井降温的设计提供理论支持。
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