新城金矿深部热环境分析及围岩温度测试

随着开采深度的增加,新城金矿已经进入深部开采阶段,逐步面临高温热害问题。鉴于此,开展地下深部热环境分析,分析矿区主要热源及其形成机理,应用工程热力学手段量测不同开采深度下巷道风流温度、湿度以及风速等环境因素。采用深孔测量法测定不同深度的围岩温度,研究地温梯度变化规律。测试结果表明,巷道风温、水温均随着开采深度的增加而增大,主要生产中段相对湿度在80% RH以上,矿区恒温带温度为23 ℃,正常地温梯度为0.018 ℃/m,调热圈半径为17~18 m。该结果为有效控制井下作业场所的热环境状况以及热害防治研究提供了基础数据。     

水力旋流器的操作参数与物性参数对其性能影响研究

本文综合介绍了水力旋流器的操作参数和物性参数的研究成果与进展,分析了参数对分离性能影响的原因,为水力旋流器的进一步优化作铺垫。     

掘进巷道回头热及其影响因素分析研究

在现场实验研究掘进巷道温度场的基础上,基于巷道围岩散热沿长度方向的变化情况建立数学模型进行数值模拟,得出巷道温度场及回头热分布规律。分析了掘进巷道回头热现象出现的原因及其影响因素,研究了入风温度、风量及风筒位置对回头热的影响。研究结果表明：入风温度越高,回头热温度越高、位置越靠近工作面;风量越大,回头热温度越低、位置距离工作面越远;风筒出口距离工作面越近,回头热温度越高、位置越靠近工作面。可为选择合理的掘进巷道降温方式及优化降温系统提供参考。     

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。     

通风时间对巷道围岩温度场影响规律的研究

通风时间对围岩温度场的影响主要表现在2个方面:一是随着通风时间的增加巷道围岩温度逐渐降低,并且降低的速率随着通风时间的增加逐渐减小;二是随着通风时间的增加巷道围岩内部的温度影响范围逐渐往围岩深部扩展,巷道围岩冷却范围与通风时间的平方根成正比。     

深井巷道风流性质与围岩调热圈参数匹配关系研究

为探索巷道风流性质与围岩调热圈参数的匹配关系,依托广西铜坑矿锌多金属矿体,利用ANSYS软件开展深井巷道风流性质与围岩调热圈参数匹配关系单因素及多因素正交数值模拟研究。研究结果表明:风流温度每升高1℃,围岩调热圈半径减少0.6 m,温度升高约0.2℃;调热圈温度对风速、相对湿度均不敏感,调热圈半径随风速、相对湿度都呈先增加后不变的趋势,两因素分界点分别为速度5.0 m/s,相对湿度70%;以调热圈半径为考察目标,最佳入风流方案为入风流温度291.15 K、速度7 m/s,相对湿度70%或90%;以调热圈温度为考察目标,最佳入风流方案为入风流温度291.15 K,速度7 m/s,相对湿度70%。研究成果可为高温矿山通风降温方案的优化选择提供参考。     

矿井热源对局部通风系统的影响及其处理对策

由于不同地点热源对局部通风系统的影响不同,就倾斜巷道和水平巷道里的热源分开进行讨论。由连续方程以及动量守恒方程可知,水平巷道里的热源会在巷道里形成热阻力,对风流产生节流效应;由自然风压理论可知,倾斜巷道里的热源会形成沿巷道倾斜方向向上的热风压,不同大小的热风压会对巷道里的风流造成不同的影响,分析所有可能的影响结果。最后,根据不同地点的热源对局部通风系统造成的不同影响提出了相应的对策。     

相变蓄冷材料包间隙对冷却服热湿传递特性的影响

热害是深井开采的主要灾害之一,严重影响矿工的心理情绪及身体健康,大面积的机械制冷降温能耗高投资大。冷却服是1种应用于高温工作场所的有效个体防护设施,由于存在着热防护时间不理想、热舒适性差等问题而未能广泛使用。设计了一种相变蓄冷材料(Phase Change Cold Storage Material简称PCCSM)填充式冷却服,运用数值模拟方法研究了PCCSM包分布间隙分别为2、4、6、8、10 mm的5种冷却服的热防护和湿扩散特性,综合分析传热及传湿,得出4 mm间隙为最优的PCCSM包分布间隙,既能兼顾防护服的热防护性,同时对湿传递也具有很好的效果。     

采煤机滚筒参数对装煤效果的影响

提升采煤机滚筒的装煤效果是煤矿企业经济效益提高的重要措施,通过分析研究螺旋滚筒的设计参数,提出了一些提高装煤效果的建议。     

大红山铁矿爆破参数及效果的分析

介绍了大红山铁矿深部480—3^#矿块，采用无底柱分段崩落法采矿，爆破方式为微差挤压爆破。分析了爆破效果的影响因素，通过优化爆破参数，贫化率、损失率指标明显提高。     

深部高温采场隔热层降温新方法

矿井深部开采面临严重的高地温问题,使用现有的方法和技术手段尚不能有效地解决。通过分析采空区垮落矸石的热量传递过程,认为采空区矸石的散热是造成采场风流温度升高的主要原因,并针对性地提出将新型无机隔热材料喷射到采空区矸石表面,形成减缓矸石热量传向工作面风流的隔热层,从而降低工作面风流温度的降温新方法。通过理论分析及计算隔热层隔热效果,表明建立采空区隔热层可以有效降低工作面风流温度。     

深井高压电缆接头绝缘防水装置的设计

云冈矿基于以往高压电缆接头主要是采用热缩、冷缩及防爆连接,遇到井下出水会导致停止供电,给抢修、排水、逃生带来不利的问题,设计了深井高压电缆接头绝缘防水装置,分析了电缆接头绝缘防水装置的结构和工艺流程。实践应用效果良好,解决了大采深矿井高压电缆接头在高水压下绝缘防水问题。     

矿井高温巷道喷射隔热混凝土正交试验研究

针对当前深部矿井出现的高温热害问题,提出采用喷射隔热混凝土材料封闭巷道壁面,以从源头上隔绝热源。采用正交试验的方法分析了陶粒、玻化微珠和粉煤灰3种因素对隔热混凝土材料表观密度、导热系数、抗压、抗拉及抗折强度的影响。结果表明,陶粒和玻化微珠能够显著改善材料的隔热能力,同时也会降低其力学性能,粉煤灰在低掺量下能够改善材料的表观密度和隔热能力,但也会造成强度的下降,其总体影响不如前两者。通过功效系数模型分析,得出最优配比。试验配制出的混凝土满足轻质的要求,导热系数约为普通混凝土的1/5~1/7,具有明显的隔热效果,为矿井热害治理提供参考。     

煤矿低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷技术在煤矿热害治理领域的探索

对我国煤矿热害防治问题和抽采瓦斯利用情况进行了分析,重点介绍了煤矿低浓度瓦斯直接安全焚烧技术。将瓦斯安全利用与热害治理相结合,提出了煤矿低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷技术。阐述了低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷系统的组成,并分析了其经济和社会效益。煤矿低浓度瓦斯直接焚烧余热制冷技术利用瓦斯焚烧高温余热作为热源,采用溴化锂吸收式制冷,既节约了电能的消耗,又减少了温室气体的排放,是一种可持续发展的热害治理新模式。     

混凝土水化热对深井冻结壁冻融规律影响的实测研究

 根据冻结井筒大体积混凝土水化热现场实测结果,获得混凝土水化热对冻结壁的影响规律：由于井壁混凝土水化热影响冻结壁融化0.2-0.4m,约为外壁厚度的0.43-0.5倍,重新冻结后产生回冻冻胀力0.45-0.80MPa。结合对实测数据的分析和ADINA有限元程序的数值模拟,得出了冻结壁融化深度与时间的关系曲线,对指导深井冻结壁设计与施工具有重要的指导意义。     

深部开采围岩隔热材料性能试验研究

为避免深部开采面临的热害问题,设计研发成本低廉、绿色环保的围岩隔热材料,改善井下高温高湿环境,推动深部开采高温控制技术的发展。践行固废资源化理念,以广西高峰矿尾矿为主材料设计正交试验,探究尾矿、水泥、发泡剂、玻化微珠掺量对围岩隔热材料力学性能、隔热性能的影响。运用扫描电子显微镜(SEM)和核磁共振技术(NMR)探究围岩隔热材料的孔隙率、孔径分布与其力学性能及隔热性能的内在联系。结果表明,正交试验的最佳配比为A_2B_1C_2D_3,即尾矿∶铝粉∶水泥质量比为60∶1∶18,玻化微珠体积比为5%。材料中存在4种不同孔径的孔隙,总孔隙率达12. 9%,导热系数达0. 273 W/(K·m),抗压强度达0. 80 MPa,基本满足深部开采围岩隔热的需求。     

热害矿井风流热力参数测算程序设计及应用

针对煤矿的高温高湿问题,编制流热力参数测算程序,利用最易于测得的环境热力参数干、湿球湿度和大气压力以及风速,计算测点空气风流中所有其它热力参数。利用这些参数可以分析井巷风流的热力参数变化规律和工作环境的热湿源分布状况,为解决煤矿的热害问题提供帮助。     

我国深部矿井热环境研究现状与进展

基于当前我国深部矿井的热害特点,总结了近年来对深井热环境的研究现状。分析了当前对井下热源的研究情况,主要包括围岩、机电设备、空气压缩、运输、氧化、水、大气等方面的散热;对于井下热环境,重点梳理了理论研究、数值计算和室内试验3个方面的研究情况,同时分析了当前对热环境的评价情况。指出今后仍需要进一步探讨和研究的问题：井下风温的理论预测应当考虑多个热源的耦合作用;开展大尺度相似模型试验,以更贴合现场的实际,指导生产实践;井下热环境评价指标的完善。     

黄土坡煤矿大气污染分析与防治技术

针对黄土坡煤矿的大气污染现状,从锅炉房排污、筛分选煤系统扬尘、储煤场扬尘、运输及转载扬尘等进行了分析,,对不达国家标准的项目采取了有效的防治措施,形成了黄土坡煤矿大气污染防治技术。     

李家坝煤矿主斜井局部冻结施工

李家坝煤矿主斜井倾角20°,斜长1 440m,采用局部冻结方案施工,冻结起始位置距井口水平距离为250.41m,冻结斜长163.2m,冻结段水平长度153.4m,共分4段冻结。沿井筒长度方向布置了6排冻结孔,共455个,冻结孔施工质量均达到设计要求。冻结管采取了局部保温措施,减少了无效冻结段冷量损失,节约了冷量。冻结过程中,根据测温数据,对冻土扩展速度、冻结壁厚度及冻结壁平均温度等进行了分析计算,均满足设计要求。井筒开挖后,对井帮温度进行了实测。从开挖揭露的情况看,冻结效果良好,验证了冻结分析数据的准确性,保证了井筒冻结和掘砌施工安全。