某矿井掘进巷道局部制冷降温系统研究

随着矿山开采深度的不断增加,矿井高温热害日趋严重,采用矿井通风系统无法从根本上解决热害问题.以某矿山深部掘进巷道工程热环境为研究对象,分析掘进巷道热源、矿井局部制冷降温原理,在此基础上研发出适合井下现场开拓掘进作业的局部制冷降温系统,并在该矿山-1000 m中段采掘工作面开展现场应用.结果表明:作业面的温度快速下降,降...     

基于FLUENT的掘进作业面通风降温数值模拟研究

掘进作业面是矿山开采的主要工作面之一,研究高温矿井掘进作业面通风降温,可为井下深部开采通风系统的设计提出理论依据。根据空气动力学、流体力学和传热学等理论,利用FLUENT软件,在不同送风风速下对巷道内的温度场的分布进行数值模拟研究。结果表明,送风风速是影响巷道内温度场分布的重要因素之一,巷道围岩温度为35℃,在入口风温为20℃,风速为6 m/s,模拟得到掘进迎头处的温度在26℃左右,在距离掘进2 m的区域内的温度都在28℃以下,基本满足安全规程要求,当风速增加到10 m/s时,可更有效的带走迎头岩壁的热量,通风降温效果越好。     

金属矿山独头掘进巷道降温试验

金属矿山独头掘进巷道制冷系数是计算独头掘进巷道降温需冷量非常重要的参数之一,关系到能否达到预期降温效果及影响着降温工程的的经济投入。利用“金属矿山深部开采降温试验系统”分别模拟通风降温、加大风量降温、制冷降温、加大制冷降温4种条件下独头掘进巷道的降温过程,并分析独头掘进巷道降温效果,在通风及加大风量降温后,独头掘进巷道内温度先下降然后趋于稳定,再也无法下降,只有通过制冷措施,对独头掘进工作面进行降温。通过监测数据的焓差值计算出降温制冷系数,同时利用多次试验得出制冷系数范围在1.38~1.68,进而为独头掘进巷道降温设计提供设计依据。     

某锡矿山深井局部巷道排热降温通风优化方案

某锡矿地下采场深近千米,开采最深处-200m水平独头巷道工作面温度高达36.5℃。本文主要针对独头巷道掘进工作面存在的高温问题,提出了4种排热降温通风方案,并具体阐述了自动控制制冷压入式通风降温方案及其应用该方案使用风冷制冷机组,机组内置自动保护,可在无人值守情况下安全运行风冷制冷机组冷媒管与空冷器链接,由局部通讯机压送的风流经过空冷器被降温,降温后的风流经绝热风管送到工作面,从而达到通风降温目的,可有效解决独头工作面通风质量与效果的难题。     

高地温深部矿井巷道通风联合喷雾降温控制技术研究

:为解决矿井巷道高温环境危害,采用理论分析、数值模拟及现场应用效果分析等方法,研究高地温矿井温度场分布,同时模拟分析不同通风风速和通风温度对矿井环境温度的影响,并对喷雾降温效果进行分析,研究结果表明:提高通风风速能有效降低矿井环境温度,风筒出 口 速 度 为 ４ m/s时,通风降温效果最好,通风速度v 与巷道内温度T 变化存在关系为T＝３００．７９v－０．００４(R２ ＝０．９９);降低通风温度能够在增加通风风速的基础上进一步起到降低环境温度的效果,通风温度设置为２８８K 时,可以满足现场巷道掘进面处通风降温的要求;按照模拟确定出的最佳通风参数进行现场通风调整,监测发现巷道开挖面处的最大降温值可以达到１０．１６K,最高降温率为３．３８％,采取通风及喷雾降温方式,可以确保距巷道掘进面５m 内的降温效果,有效缓解了高地温环境对作业人员的影响.     

夏甸金矿深井通风降温试验及数值模拟研究

针对夏甸金矿深井通风降温问题,在该矿-682 m水平掘进巷道进行了通风降温试验,并运用Fluent数值模拟软件对试验巷道进行模拟,以此来研究通风降温过程中巷道内风流速度场与温度场的变化规律。试验结果表明,通风过程中,风量越大,降温效果越明显。Fluent模拟结果表明,通风过程中,风流在距掌子面20 m内会形成涡流,风流紊乱,而在距掌子面20 m外,风流则较为稳定;巷道内距掌子面越近,温度越低;受风流与岩壁热交换的影响,巷道断面的温度会呈现出四周高中间低的分布规律。对比试验数据与模拟结果,验证了Fluent数值模拟的准确性与可靠性,为解决夏甸金矿其他掘进巷道的通风降温问题提供了参考依据。     

大台沟铁矿采场通风研究

大台沟铁矿是国内首个正在设计的深部开采型特大矿山,设计采用大间距无底柱分段崩落法开采,可以减少采准工程量,减轻矿山开采通风压力.采场实行风筒通风方式,适合独头巷道掘进,节约能源,是对国内深井开采通风降温技术的新探索.     

某金属矿山掘进巷道局部降温模拟

针对某金属矿山井下深部独头作业面高温热害问题,以巷道实际的开拓设计建立几何模型,利用FLUENT软件模拟巷道内的温度场变化。模拟巷道采用压入式降温通风系统,通过改变模型中风筒送风风速和温度,探究通风降温参数与巷道温度的相互关系。并在现场进行试验,验证通风降温机组实际运行的效果。结果表明:送风距离一定时,如果风筒送风风速越高,则掘进巷道内环境温度越低,降温效果就越好;若采深较大且存在热涌水等放热量较大的局部热源,送风距离的增大会使风筒送入的冷风温度快速攀升;风筒选用可伸缩性材料,送风距离可调控,有利于在更低的经济成本下改善掘进面热环境。模拟和现场检测具有较好的一致性。     

掘进巷道不同高宽比对风流传热影响的研究

掘进巷道在地下矿山开采过程中尤为常见,由于掘进过程中无法及时形成完整的通风网络,致使掘进巷道及工作面热害较为严重。尽管矿山掘进面热害治理的研究很多,但有关不同高宽比的掘进巷道与通风降温关系的研究较少。在通风条件相同下,运用Fluent数值软件模拟分析,通过改变掘进巷道的高宽比来研究其温度场分布的不同。结果表明,在温度为35℃的高温掘进面巷道中,采用压入式通风方式,入口风温为22℃可满足通风降温的要求;在相同送风量情况下,掘进面巷道的高宽比越大,通风降温效果越好,但同一断面上纵向温差也越大;通过改进掘进巷道高宽比可实现通风降温最优化,从而为巷道设计者提供了新的理论依据。     

二里河铅锌矿深部探矿工程局部通风设计与实践

随着二里河铅锌矿深部探矿工程工作面下移，通风阻力增加，局部通风效果成为制约探矿工程进度的瓶颈。探矿工程分为主斜井掘进和中段掘进2个阶段,因独头掘进距离较长，两阶段均选用了压抽混合式局部通风，选取独头距离最长、风阻最大的井巷参数进行设备选型。根据工程实践测定，斜井掘进期间，最深处1 000 m中段掌子面风速为0.27 m/s,1 050与1 000 m中段平行掘进期间，1 000 m中段最长独头巷掌子面风速为0.31 m/s，满足《金属非金属矿山安全规程》的相关要求，深部探矿工程提前5个月竣工，同时，总结了二里河铅锌矿深部局部通风系统在设计、运行等环节存在的问题与改进建议，对深井矿山解决局部通风问题有借鉴与参考价值。     

基于Fluent的独头巷道通风降温的数值模拟研究

基于独头巷道的特点和有限空间的受限贴附射流理论,建立了独头巷道压入式受限贴附射流通风降温的数学模型。采用Fluent软件对入风流在巷道内速度场的分布及在不同风速下巷道内的温度场的分布进行数值模拟。结果表明在风速为5m/s,送风温度为25 ℃时,较好的改善了巷道内的热环境。     

基于Fluent的独头巷道通风降温的数值模拟研究

基于独头巷道的特点和有限空间的受限贴附射流理论,建立了独头巷道压入式受限贴附射流通风降温的数学模型。采用Fluent软件对入风流在巷道内速度场的分布及在不同风速下巷道内的温度场的分布进行数值模拟。结果表明在风速为5m/s,送风温度为25℃时,较好的改善了巷道内的热环境。     

煤矿巷道通风过程流场分布数值模拟

基于巷道通风不畅而导致瓦斯含量超标造成严重的生产安全事故的情况时有发生,特别是在煤矿独头巷道掘进过程中,当巷道掘进工作面与联络巷道间距离过大时,需在掘进面采取强制通风,为研究巷道通风过程中的气流流动特性,应用商用流体分析软件CFX对某矿井掘进独头巷道通风过程进行数值模拟,得到气流在巷道内的分布情况,从而为后续通风工艺参数的选择与优化提供参考。     

浅谈长距离独头巷道双面掘进的通风

解决长距离巷道双面掘进的通风问题,对保障快速掘进、加快采准工程布置、保障工作面作业人员安全与健康具有特别重要的意义。阐述了金厂峪矿业公司在-377m中段长距离独头巷道双面同时掘进过程中局部通风的通风方式选择、风机选择及布置优化、局部通风系统的现场管理等内容。     

独头掘进巷道排尘通风参数的数值模拟优化研究

独头掘进施工时的连续凿岩作业产生的矿尘持续危害作业面施工人员的身体健康。为了优化某地下工程大断面独头掘进巷道的排尘通风设计,根据巷道实际尺寸建立了几何模型,采用CFD数值模拟方法研究了通风风量和风筒出风口到工作面距离对巷道内粉尘浓度分布和排尘效果的影响。结果表明:风筒出风口至工作面的作业空间平均矿尘质量浓度与送风量存在负相关性;风筒出风口到工作面距离过短导致射流无法充分发展,对排尘效果不利;送风量高于国家标准计算风量时,可以适当增加风筒出风口到工作面的距离;为使人的呼吸高度平面和作业空间平均矿尘质量浓度均能保持较低水平,风筒出风口到工作面距离为11～15 m时为较优方案。     

归来庄金矿深部多中段开拓局部通风方案设计及应用

归来庄金矿浅部中段矿量逐渐减少，回采深度逐步加深。混合井深部-395，-455和-575 m中段同时开拓，独头掘进时回风系统未形成，深部开拓掘进工作面环境差、温度高、通风困难，为此，采取局部混合式通风方式，核算3个开拓中段独头掘进所需总风量为7.4 m3/s，再计算各中段局部通风阻力，在保证克服局部通风线路阻力的前提下，选用合适规格的风筒和局扇进行混合式通风。局部通风方案实施后，对3个开拓中段局部通风风量进行检测，均能满足需风量要求，所需总风量达到12.93 m3/s，并达到了深部降温的效果，明显改善了混合井深部3个中段工作环境。     

高原矿山独头巷道增氧通风数值模拟研究

以海拔高度为4 200 m的高寒缺氧环境自然条件为依据,对独头巷道增氧通风设计中的相关参数进行了计算。采用CFD方法模拟了供氧浓度为30%~50%条件下独头掘进巷道内增氧通风过程,分析了供氧量与供氧浓度的关系。为高原矿山巷道掘进供氧方案的制定提供了依据。     

冬瓜山铜矿掘进工作面强化通风与降温技术

热害是冬瓜山铜矿生产中存在的一个实际问题。在分析冬瓜山铜矿热源情况和借鉴其他矿山实践经验的前提下，提出了以加强通风降温为主的降温措施。针对巷道掘进独头工作面通风和降温要求，进行了掘进工作面强化通风设计和现场实验。现场实验表明，强化通风缩短了排炮烟的时间，大大提高了工作效率；工作而的气温从31．2℃降低到28．8℃，在通风和洒水共同作用下，降低了空气温度、相对湿度和粉尘浓度，使作业环境明显改善。风筒的百米漏风率只有3．67％，这种风筒作为压入式风筒使用时，具有很明冠的优点，值得推广，但是在强化通风的条件下，不能作为抽出式风筒使用。     

高原矿山独头巷道增氧通风数值模拟研究

以海拔高度为4 200 m的高寒缺氧环境自然条件为依据,对独头巷道增氧通风设计中的相关参数进行了计算。采用CFD方法模拟了供氧浓度为30%~50%条件下独头掘进巷道内增氧通风过程,分析了供氧量与供氧浓度的关系。为高原矿山巷道掘进供氧方案的制定提供了依据。     

掘进工作面压入式通风流场的数值模拟

由于井下作业的特殊性,掘进工作面必须应用局部通风系统。针对掘进工作面压入式通风,依据空气动力学、流体力学、紊动射流等理论以及风流流动特性,结合某矿山115m中段掘进面的实际情况,利用Fluent软件对掘进工作面的风流流场进行数值模拟研究。结果表明,风流流场存在附壁射流、冲击射流、回流以及涡流4个分区。风筒出口的射流区正下方小块区域和巷道顶部区域风速极低,这可能导致巷道内存在通风盲区,需对此处加强通风管理。