深井降温冷负荷反分析计算方法

在深部高温热害已成为制约煤炭开采的主要障碍,人工制冷降温技术在越来越多的高温矿井中采用,工作面冷负荷作为高温矿井人工制冷降温工程中非常重要的参数,如何较为准确的计算工作面的冷负荷关系到降温工程能否达到预期的降温效果.对原有深井降温冷负荷计算方法进行分析总结,针对现有算法存在不确定参数多、计算结果不精确及实用性差的问题提出反分析算法.根据工作面与巷道风流温度、湿度等热环境参数的实测值,利用热力学原理,通过焓差值反向计算开采工作面的冷负荷,并通过夹河煤矿深井热害控制工程验证.     

基于干湿温度的矿井冷负荷计算方法

针对目前实际工作中矿井冷负荷计算较难实现的问题,应用空气热力学参数计算公式,推导出便于实际应用的矿井冷负荷计算方法。受环境及采掘工作面条件变化原因,采掘工作面的需冷量是一变化的数值,根据冷负荷的计算公式,分别计算了三河尖煤矿6月份、9月份的采面的冷负荷,根据计算结果对HEMS降温系统冷量分配进行了调整,缓解了热害状况,提高了系统降温效率。     

赵楼煤矿井下热环境特性分析与机械降温设计

以赵楼煤矿井下回采工作面、掘进工作面风流干球温度、湿球温度、流量及气压的实测数据为依据,分析其在降温系统运行前后的分布、变化规律,得出潜热占到井下降温冷负荷的80%以上;对单位体积风流而言,回采工作面散热量占到井下降温冷负荷的50%以上等结论。进而阐述了煤矿井下机械降温工程设计的一些要点。     

空气冷却器降温工艺分析

空冷器是降温系统末端传冷的关键设备,其类型、布置方式和工作参数对制冷效果影响显著。阐述了空冷器的分类及选择标准,分析了空冷器在采煤工作面和掘进工作面的布置形式:在采煤工作面中空冷器可以布置在进风巷始端、工作面进风口处、工作面和回风巷内;在掘进工作面中空冷器可以放置在距掘进迎头50 m的区域内,并将空冷器出风风筒进行隔热处理。介绍了空冷器布置在巷道内风流的处理过程和计算方法,分析了空冷器处理风流的热力学特征,得出空冷器单位产冷量的计算公式。     

空气冷却器降温工艺分析

空冷器是降温系统末端传冷的关键设备,其类型、布置方式和工作参数对制冷效果影响显著。阐述了空冷器的分类及选择标准,分析了空冷器在采煤工作面和掘进工作面的布置形式：在采煤工作面中空冷器可以布置在进风巷始端、工作面进风口处、工作面和回风巷内;在掘进工作面中空冷器可以放置在距掘进迎头50 m的区域内,并将空冷器出风风筒进行隔热处理。介绍了空冷器布置在巷道内风流的处理过程和计算方法,分析了空冷器处理风流的热力学特征,得出空冷器单位产冷量的计算公式。     

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。     

长距离掘进巷道热湿源分布的测定与分析

以赵楼煤矿存在高温热害现象的长距离掘进巷道为研究对象,采用分区段法将巷道划分为5个区段,对巷道内热湿源分布进行了现场测定与分析。结果表明:赵楼煤矿长距离掘进巷道内主要热湿源为围岩、热涌水和机电设备;整个掘进巷道中以掘进工作面近区(距离掘进工作面迎头50 m范围区域)热湿交换最为活跃;巷道内围岩、机电设备和热涌水的散热散湿导致回风流的吸热、吸湿使其热力参数发生了变化。在工程实际应用中,掘进工作面机械制冷降温所需冷负荷应将各主要热源散热量和风流热力参数变化情况(焓差)综合考虑,重点遏制或弱化工作面近区的热湿交换过程,从掘进迎头开始减轻整个巷道内的高温热害程度。     

掘进巷道双风筒降温措施的研究

在非人工制冷降温的掘进工作面,利用双风筒供风是降低工作面风流温度的一个有效措施。根据风筒内、外内流相互制约的特点,分析了双风筒布置掘进巷道内的风流热力变化,并提出了计算方法和原理,依此编 制了计算机程序。利用该计算机程序分析了掘进工作面风筒内、外风流温度的变化规律,为高温掘进工作面的热源计算和通风降温提供了可靠的计算工具。     

制冷降温掘进工作面的风温预测及需冷量计算

根据掘进工作面风筒内、外风流相互传热，相互影响以及风温沿巷道非线性变化的特点，指出了掘进工作面风温预测存在的问题．提出了独头巷道风筒内、外风流温度的差分计算的原理和方法，并依此编制了制冷掘进工作面风筒内外风流温、湿度和需冷量预测的计算机程序．大量的实例计算说明，该计算机程序不仅能准确计算出制冷降温掘进工作面风温和需冷量，而且能揭示掘进工作面风筒内、外风流温度的非线性变化规律，为高温掘进工作面制定合理降温措施提供了基础．     

HEMS深井降温系统在唐洞煤矿中的应用

煤矿开采深度不断增加,热害问题越来越严重.介绍了唐洞煤矿热害治理采取HEMS深井降温系统的设计过程,简述了HEMS深井降温系统的工作原理,在计算降温工作面冷负荷的基础上,对主要设备进行了选型,确定了降温系统流程,分析了系统工程的经济性,并与其他降温方法进行了对比,为类似矿井热害治理提供有益借鉴.