采煤工作面降温冷负荷与风流组织特性

为提高采煤工作面降温冷负荷计算的现场适用性,以焓差为基础,采用黑箱法提出了冷负荷计算的估测法。该冷负荷由基本冷负荷和增加冷负荷组成:基本冷负荷主要考虑工作面夏季最热时期出风流与降温控制目标温度下出风流的焓差;增加冷负荷为采取降温措施前后相对热源增加的散热量。以上述估算结果为参考,对在工作面进风巷道采取混风降温模式下风流热湿处理过程及气流组织特性进行了理论分析(i-d图)和数值模拟(Fluent)。结果表明:混风降温过程包括降温、混合与升温3个阶段;降温过程最为关键,主要取决于系统的产冷量和末端散冷设备传热性能,对后续两过程影响大;混合过程中温度变化剧烈(18℃~20℃升温至24℃~25℃,30℃~31℃降温至25℃~26℃),风速衰减变化快(15~17 m/s衰减至1~2 m/s),风流速度场与温度场呈负相关性(风速越高,风温越低),混合过程持续长度可控制在不大于10 m(3~6 m)巷道范围内;升温过程不宜持续过长,在不影响生产前提下有效缩短升温过程,可最大程度消除(带走)工作面热量。现阶段的矿井降温工作应根据现场具体条件科学决策,坚持降温系统和设计参数的优化,最大程度解决矿井高温热害问题。     

某矿采掘工作面通风降温措施及数值模拟研究

为定量分析高温矿井入风风量、风温对采掘工作面、采掘巷道内部的降温效果,针对某矿山新区井下采场和掘进作业面环境温度高的实际情况,依据巷道风流流动特性、热力学、流体力学等基础理论,应用Gambit软件建立采、掘作业面的气固两相流的热力学模型,并应用Fluent和Tecplot软件对不同通风降温方案进行数值模拟分析,结果表明:两个专用进风天井偏采场中央布置时通风降温效果更好,风温分布更均匀;提高入风口风速,能够有效降低采场温度;当采场截面风速为0.25m/s时,采场通风进口风温保持在22℃,采场风流温度恰好可降至28℃。     

大型特厚煤层高瓦斯矿井风流非稳定流动规律研究

以塔山煤矿为工程研究背景,对"两进一回"的通风风流流动规律进行了分析。建立了风流非线性计算模型,并在此基础上运用Comsol数值计算软件分析不同配风量情况下风流的流动规律。研究结果表明,当两巷道进风量一样时,在工作面的中部形成了涡流,瓦斯容易积聚,风速达到9 m/s以上,巷道中风流整体上近似服从正态分布。当两巷道进风量不一样时,工作面内没有形成瓦斯积聚,瓦斯得到充分的稀释,风速约为4.7 m/s,巷道内风流流动状态起伏较大。两进风巷风量分配不一样更有利于工作面瓦斯的稀释。     

风流影响下的综掘工作面温度湿度场特性数值模拟

基于计算流体动力学(CFD)和矿井通风理论,以田陈煤矿7309综掘工作面为研究对象,建立了单一压入式通风系统条件下的综掘工作面几何模型。采用FLUENT软件对不同供风速度下综掘工作面三维空间内风流场、温度场及湿度场的分布特性及变化规律进行数值模拟。模拟结果表明:增加供风量对降低巷道温度有一定的作用,但对巷道内的湿度影响较小,当压风筒出口风速为16 m/s、风量为480 m3/min时,综掘巷道内的温度低于26℃,综掘机附近工作区域相对湿度保持在40%~57%之间,此时的供风参数满足煤矿安全规程要求。     

掘进巷道通风降温的数值模拟及影响因素分析

选取夏甸金矿-682 m水平38#掘进巷道为研究对象,进行通风降温试验测定,并用Fluent软件对试验条件下掘进巷道的风流速度场和温度场分布进行数值模拟计算,验证了该模拟方法的可靠性。研究不同因素对巷道降温效果的影响,初步得出了井下掘进巷道风流温度与风量、入风温度以及岩壁温度的变化规律。掘进巷道通风降温影响因素的排序为入风温度>岩壁温度>风量。入风温度和岩壁温度的升高均会导致与巷道风流温度线性升高。通过增加风量来降低风流温度是有效的,但随着风量的增加,其降温效果会越来越不明显。     

采煤工作面非均匀环境营建技术气流组织

为了量化采煤工作面非均匀环境营建技术气流组织,提高采煤工作面降温效果,利用热平衡方程、射流理论,研究了追踪型小型空冷器降温范围、数量、送风量、送风速度、射流角度,对2301采煤工作面进行了工程计算,采用皮温测试和主观热感觉的方法进行了热舒适试验研究。结果表明:2301工作面均匀布置10个小型空冷器,每个风量0.46 m3/s,射流出口风速2.34 m/s,射流末端风速0.54 m/s,符合工作面风速要求;受试人员各测点平均皮温在32.16~33.82℃之间浮动,皮温平均值为33.05℃,结果与Fanger舒适皮温接近,工人热感测试认为舒适的占65.7%,认为稍暖的占23.6%。     

长壁式采煤工作面按温度配风值初探

根据按温度计算长壁式采煤工作面的风量值 ,探讨了采煤工作面风量较大的不利因素 ,提出了在长壁式采煤工作面的风量满足生产用风要求的前提下 ,不一定必须按所提供的温度风速系数供风的观点。     

基于VUMA的某矿井下热环境模拟研究

随着矿山开采深度的不断增加,井下环境存在的高温高湿问题日益凸显,严重威胁工人职业健康和生产安全.为了探究井下热环境的分布及其影响因素,采取针对性的降温措施,基于 VUMAＧ３D对某矿井进行了井下热环境模拟,研究了地温梯度、围岩传热系数、设备功率、入风风速和入风风温等不同因素对井下热环境的影响规律.研究结果表明:地温梯度每增加０．００１℃/m,巷道内温度增大０．７５℃左右;入风风速每增大０．２m/s,巷道温度降低０．８℃,巷道内风速达到２．４m/s后,巷道温度降低幅度变为０．３４℃;入风温度以０．６２℃的梯度递减,回风温度以平均０．４℃递减;增大风速和降低风温相结合的降温效果更好,但是降温效果对风流不畅的巷道有限,采用局部通风方法后,巷道温度从２８．３℃降低到２７．５℃以下,高温热害得到改善.     

长壁工采煤工作面按温度配风值初探

根据按温度计算长壁式采煤工作面的风量值，探讨了采煤工作面风量较大的不利因素，提出了在长壁式采煤工作面的风量满足生产用风要求的前提下，不一定必须按所提供的温度风速系数供风的观点。     

布尔台煤矿采煤工作面热源分析及治理技术

针对布尔台煤矿42煤层采煤工作面局部高温问题,分析各种热力学影响因素,研究各种热量来源,运用热量计算理论对主要热源散热量进行了详细计算,确定了各种热源所占的比例。根据工作面热源分布情况,采用通风降温措施,通过优化通风方式,改变巷道风流方向,避免工作面进风流经过主要热源,有效减少了风流沿途吸热;通过调整巷道风量,合理提高风速,有效提高了散热降温效果。针对运输巷移变列车段局部高温、高湿现象,通过安装局部降温系统,采用机械制冷设备降温,有效降低了环境温度和湿度,为员工和设备运行创造了良好的工作环境,保证了工作面安全生产。