矿井风流温度预测及热交换机理分析

为探讨矿井风流热交换机理,采用归纳的方法对我国部分具有高温热害矿井的相关资料进行分析研究,总结出矿井中不同地点的风流热交换规律,进而提出了矿井风流热力计算的数学方法和参数选取的条件和范围,研究表明:风流通过井筒、矿内巷道和回采工作面时,其热力变化规律有显著不同.这为实施矿井降温措施,改善井下作业条件,提高矿工劳动效率和安全保障提供了理论依据.     

矿井风流温度预测及热交换机理分析

为探讨矿井风流热交换机理,采用归纳法对我国部分具有高温热害矿井的相关资料进行分析研究,总结出矿井中不同地点的风流热交换规律,进而提出矿井风流热力计算的数学方法和参数选取的条件和范围。研究表明:风流通过井筒、矿内巷道和回采工作面时,其热力变化规律有显著不同。这为实施矿井降温措施,改善井下作业条件,提高矿工劳动效率和安全保障提供了理论依据。     

单风机矿井通风网络非稳定流动模型及MATLAB数值模拟

根据井巷风流一维非稳定流动的微分方程和巷道内风流非稳定流动的数学模型,基于矿内空气动力学和矿井通风网络理论,建立了单风机矿井通风网络非稳定流动的数学模型。应用刚体理论和有限差分法,对模型进行求解,并利用MATLAB模拟了风机切断电源后分支风量的变化,得到了分支风量随时间变化的曲线。     

单风机矿井通风网络非稳定流动模型及MATLAB数值模拟

根据井巷风流一维非稳定流动的微分方程和巷道内风流非稳定流动的数学模型,基于矿内空气动力学和矿井通风网络理论,建立了单风机矿井通风网络非稳定流动的数学模型。应用刚体理论和有限差分法,对模型进行求解,并利用MATLAB模拟了风机切断电源后分支风量的变化,得到了分支风量随时间变化的曲线。     

某煤矿回采工作面风流冷却方式的确定

回采工作面是矿井主要热害地点,其风流冷却方式的确定是提高回采工作面降温效果和降低降温工作对生产影响的关键。分析了某矿井工作面的制冷降温方式,首先通过风温逆向热力计算方法得出了该回采工作面采用集中制冷降温方式不能满足降温要求,须采用工作面内分段制冷降温方式的结论;其次通过对工作面风流冷却方式进行数值模拟及理论计算,确定了使用小型空冷器在工作面内分段制冷降温的具体方式。     

矿内空气动力学与矿井通风系统研究

<正> 一、前言矿内空气动力学是矿井通风技术的理论基础,其研究内容包括矿山井巷中的风流结构;烟尘的产生和排除过程;风量计算方法;井巷通风阻力以及矿井通风网中风流变化与分配的规律。矿内空气动力学是矿山劳     

基于Surfer8.0的回采工作面热湿源分布及变化规律

为了研究工作面热湿源分布及变化规律,采用单元法对回采工作面风流参数进行了现场测定,利用Surfer8.0软件得到了工作面风流温度、含湿量的分布等值线图和云图。现场测试与分析结果表明:沿工作面倾斜方向风流的温度和湿度逐渐升高,增热和增湿的趋势基本上是同步的。温度参数在沿工作面走向方向靠近采空区位置温度最高,其次为靠近煤壁方向,在工作面中部温度相对最低,变化幅度也最小,基本与巷道风流速度场的分布成反比。湿度参数则由于防尘水的原因在煤壁附近最高,靠近采空区附近较低,巷道中部最小。总体分析工作面后半部分较前半部分的温度和湿度增加梯度稍大。     

基于Fluent的掘进工作面通风热环境数值模拟

基于计算流体动力学和矿井通风理论,建立掘进工作面通风的k-ε紊流模型,导出描述掘进工作面风流紊流流动和温度分布的微分方程。通过分析掘进巷道模型的边界条件,利用Fluent软件模拟压入式通风的风流与巷道围岩和机械设备散热的热湿交换过程,采用TECPLOT软件进行后处理,显示不同供风量下的速度矢量图和风流温度变化。模拟结果表明,增大供风量可以降低巷道温度,但供风量过大,降温效果越来越不明显,仅依靠通风方式无法改变高温现状。     

掘进巷道瓦斯运移多相流场实验研究

基于多相流及矿井通风理论,利用相似性实验方法,搭建了煤矿掘进巷道模型,并通过模型实验获得了掘进巷道内风流流场和瓦斯浓度分布场的特征信息。结合上述两方面的特征信息重点分析了巷道内瓦斯运移多相流场的流动特性,所采用方法对于矿井通风系统及瓦斯监测系统的设计具有较强指导意义。实验结果表明掘进巷道内瓦斯运移的实质是瓦斯组分在矿内混合风流流动中的质量传递过程。     

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。     

Study on application and numerical simulation of the airflow temperature distribution rule in drifting tunnel

According to the law of conservation in the state of turbulent flow, the differential equation describing the airflow temperature distribution in drifting tunnel is derived, By theo-retical analysis and field measurement of the airflow and thermal process in mine, theoretical analysis and systematic flow are developed. By PHONENICS program, the numerical simula-tion is processed, and the changing rule of airflow temperature with various parameters in drifting tunnel is derived. The airflow temperature in drifting tunnel decreases as the airflow velocity increases in a way of negative power exponent, and elevates lineady as the tempera-ture of the incoming airflow elevates.     

采空区通地表漏风状态下的矿井诱导通风系统研究

承德铜矿采用有底柱分段崩落法开采,随着地下矿山开采进展及采空区增大,出现采空区通地表漏风现象,受采矿方法所限,漏风通道不能通过充填、封堵且与地表相通,对矿井通风系统的稳定性影响非常严重。通过分析该矿山采空区漏风特点,建立了采空区通地表三维物理模型,并基于 Fluent 软件对采空区通地表漏风风速流场规律进行了数值模拟。研究表明:采空区通地表漏风条件下,工作面及采空区流场的分布在各方向上具有明显的分区规律。漏风采空区通道距工作面越近,对工作面风流影响越大,采空区风流趋向一定的规律向回风巷道移动;当漏风速度较小时,在漏风通道和工作面的采空区风流大致呈“U”形流动,越靠近工作面风流越大。根据上述分析,提出利用通地表采空区回风,将漏风通道加入通风网络中,在风向最易改变点来诱导通地表采空区回风,形成诱导通风系统, 重建通风系统动态模型。针对控制采空区漏风的通风网络进行了诱导通风研究,较好地解决了采空区漏风问题。上述研究反映出,将采空区作为通风回路的诱导通风网络并重新优化通风网络,是解决采空区漏风控制问题的有效手段。     

济宁2号煤矿三采区冬季风流参数分析

在时济宁2号煤矿三采区冬季风流热力参数测定的基础上，详细分析了自地面流向采掘工作面的过程中，风流的温度、焓、含湿量和相对湿度的沿程变化规律。通过分析，掌握了井下热湿源分布情况和采掘工作面热害环境状况。由于，冬季高温高湿矿井的风流热力参数变化规律和夏季井下采取人工制冷措施时冷风流热力参数的变化规律相类似，所以，为济宁2号煤矿夏季采取人工制冷措施提供了可靠的参考资料。在结论部分提出了济宁2号煤矿三采区夏季采取人工制冷措施时应注意的问题。     

综采工作面巷道内瓦斯分布规律研究

为了研究综采工作面巷道内瓦斯运移规律，摸清瓦斯流动的状态，采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法，理论分析得到了工作面风流特性及瓦斯运移规律，数值模拟得到了瓦斯异常释放后工作面瓦斯浓度分布变化情况及工作面正常工作瓦斯浓度分布，然后进行现场试验，试验结果和数值模拟结果相似。研究为工作面瓦斯治理提供了技术支持。     

综采工作面瓦斯涌出源相分析及瓦斯流场研究

通过建立瓦斯涌出计算模型,对寺家庄矿15108工作面的瓦斯源进行分析计算并研究其瓦斯流动分布规律。在对瓦斯扩散流动规律及生产规律的详细研究的基础上,建立了适应性较强的瓦斯涌出量分源计算模型,并依据此模型进行相关测量,计算所研究工作面各瓦斯源相的涌出量,同时分析工作面各瓦斯源相的相互作用对工作面瓦斯流动规律的影响。     

深部超长孤岛工作面覆岩垮落结构特征研究

为了解决煤矿采深加大、工作面加长后工作面岩层控制的难题，通过理论分析、相似模拟、现场测试及验证，对深部超长孤岛工作面覆岩垮落结构特征及相应的矿压显现规律进行了研究，结果表明|采空区老顶的破断形态与工作面长宽比密切相关，超长工作面条件下老顶往往形成竖向“X”形破坏，并求得了基本顶上方覆岩下沉挠度函数|通过建立相似模型，分析了覆岩垮落形态和下沉曲线与工作面长度的关系，认为随着工作面长度的增加，工作面倾向极易形成砌体梁结构，使得工作面倾向有可能存在两个或多个压力峰值。并以寺家庄矿15106超长孤岛工作面为例，研究得出其工作面中部老顶并非一次性折断，而是在倾向方向分区域折断，工作面存在多个压力峰值的现象，与理论和相似模拟分析相吻合，为研究深部超长工作面覆岩垮落结构特征提供了理论依据。     

“U+L”型通风条件下采场瓦斯分布规律研究

为了研究“U+L”型通风条件下采场瓦斯分布规律,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,理论分析了工作面瓦斯赋存规律和多孔介质瓦斯运移模型基本方程,然后,采用Fluent数值模拟软件,模拟了“U+L”型通风方式下采空区瓦斯浓度分布、工作面瓦斯分布规律以及采空区风流场分布规律。研究得出,该通风方式下,能够稀释和疏散采空区瓦斯,同时也增大了回风巷排瓦斯的负担,应增加其他相关瓦斯抽采措施,确保矿井的安全开采。     

坚硬特厚煤层随工作面推进上覆岩层运动规律研究

文章以神华宁煤矿业集团汝箕沟煤矿为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法对32211工作面坚硬特厚煤层上覆岩层运动规律进行研究和分析,得到了在坚硬特厚煤层的条件下上覆岩层运动规律变化与工作面推进步距的关系,即随32211工作面推进步距的增加,支承压力、传递岩梁、破断拱的高度都会相应的增大,但最终趋于稳定。这一研究结论对于坚硬特厚煤层条件下工作面的安全生产和支护设计都有一定的指导意义。     

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。