煤矿井下风流温度周期性变化研究

煤矿井下风流温度受地面大气的周期性变化而变化,但其变化的规律目前没有定量计算方法。通过对圆形巷道导热微分方程及其边界条件的无因次化,将围岩温度场表达成两个温度场的迭加结果,这两个温度场分别受年平均风温和风温波动的影响。重点分析了风温波动微分方程及其定解条件,推导出当地面大气温度周期性波动时,井巷不同地点对应的温度波动的振幅及相位角的表达式,并通过计算分析,得出温度波动的振幅随巷道长度呈负指数曲线下降,相位角随巷道长度线形滞后的结论。     

高温矿井风流热状态预测

根据矿井风流热、湿交换原理,给出了各类巷道和采掘工作面的风温预测公式。并选取平煤五矿代表性的风流线路,进行风流线路上风温预测。预测值与实测值比较表明,矿井风温预测模型准确,预测值正确,满足精度要求,为完善平煤五矿的通风系统设计,提出指导建议。     

矿井巷道淋湿蒸发换热系数构建及风流温度计算

针对全矿井网域系统巷道围岩与风流热-湿交换计算复杂的问题,提出构建淋湿巷道风流换热系数模型,根据现场实测风流相对湿度,掌握矿井(进风侧)风流湿度变化规律,反向推演确定井巷水蒸发影响下风流与巷道围岩热交换的模型,修正围岩与风流的换热系数;用风量加权距离描述实际矿井网域风流相对湿度变化规律。结合九道岭矿实例,将算法纳入到矿井网络系统中,在MATLAB平台上运用TF1M3D对全矿井网域系统风流温度进行仿真求解。研究表明,巷道淋水蒸发吸热对井巷风流温度影响很大,主进风井段风流温度增加0.97℃,变化幅度不大,随着湿度增大风流温度递增变化幅度增大,与九道岭矿进风大巷测定结果吻合。将该算法纳入网络体系计算中,可解决3D矿井模型通风系统热害防治温度分布仿真及自然风压自动计算问题。     

高温矿井巷道风流对流换热相似实验研究

运用模型实验相似理论,推导出高温矿井巷道风流对流换热原型和模型之间的相似判据,建立了高温矿井巷道风流对流换热的实验系统。测量并分析了不同巷道壁温、不同入口风速以及入口温度对对流换热系数的影响;利用相关分析的方法,分析了巷道壁温、入口风速和巷道平均风流温度对对流换热系数的影响程度,得到各因素对对流换热系数影响程度,按从大到小的顺序为巷道平均风流温度、入口风速及巷道壁温;其中,巷道平均风流温度和入口风速均与对流换热系数呈正相关,而巷道壁温与对流换热系数呈负相关。基于对各影响因素的分析,得到了高温矿井巷道风流对流换热实验关联式,该关联式可以在实验范围内计算实际矿井风流的对流换热系数。     

高温矿井进风井筒及巷道风温预测

为准确预测矿井高温工作面气候条件,有必要对工作面通风系统进风井筒及巷道的风流温度进行计算。根据进风井筒及巷道的热湿交换特点,运用有限差分方法,分别建立了进风井筒及巷道的风温迭代计算数学模型;运用VB 6.0语言,编制了高温矿井进风井筒及进风巷道风温预测程序;应用于新巨龙矿井现场,计算得到了其进风井筒及巷道的风流温度。计算和实测所得风温误差较小,预测方法和计算程序是可靠的。     

基于神经元网络的巷道风流温湿度预测法

该文提出的高温矿井巷道风流温湿度预测新方法———基于神经元网络的巷道风流温湿度预测法，是把现场的实测数据整理成学习样本，利用Ｂ－Ｐ神经网络进行学习和预测，从结果看，它有较高的可靠性和预测精度。     

矿井风流热力状态预测方法研究

通过对矿井巷道风流能量方程进行分析,根据传热学的基本原理,应用数学的基本手段,推导出矿井巷道风流温、湿度的近似计算公式。应用Visual Basic编程技术编制了巷道温湿度计算管理程序,并已成功地应用于某金矿的巷道风流温、湿度预测分析。     

深部开采煤巷预冷风流降温模拟测试研究

基于人工制冰降温技术优点,提出了预冷风流降温技术,搭建热害矿井冰水预冷风流降温模拟测试平台,研究井下风流降温特性。结果表明:巷道通风风流与围岩、工作面进行热交换,风流温度逐步升高直至趋于稳定,且围岩、工作面温度越高,通风风流温升越高。冷风流持续与煤巷通风风流混合换热,可使煤巷通风风流温度降至煤矿安全规程要求26℃以下,且冷风流量越大,煤巷通风风流降温效果越明显。预冷风流降温技术经济、实用,对深部矿井煤巷通风风流降温具有重要实际意义。     

基于Lyapunov的矿井大角联巷道风流稳定性控制研究

本文针对两翼独立进、回风系统大角联运输大巷风流不稳定问题,在角联通风特性和判别式的基础上,分析并提出了大角联运输大巷风流控制措施。应用Lyapunov稳定性理论,分析了角联分支相邻巷道风阻调节后的角联分支风流变化规律,以实际煤矿实测数据为例,进行了试验。结果表明,当分支风阻R变化达到临界值时,风流停滞;超过临界值,风流发生反向,且反向风量继续增大。同时也验证了提出的控制措施的有效性、可靠性,对同类型矿井通风系统管理具有良好的借鉴作用。     

尾巷改变采空区瓦斯流场的数值模拟研究

为了研究尾巷配置对采空区瓦斯流场的影响,根据N1-2工作面的巷道布置情况,建立了配置尾巷的工作面与采空区数学物理模型.结合周期来压对采空区冒落物孔隙率的影响,按周期来压步距分析了孔隙率阶跃变化,合理计算了分段渗透率大小.根据气体在多孔介质中的渗流理论,将FLUENT中3种湍流模型的模拟结果与实测结果对比,选择Realizablek-ε模型对不同条件下的采空区漏风场和瓦斯体积分数场进行模拟,模拟结果与现场效果表明:均匀渗透率和分段渗透率条件下的瓦斯场分布模拟结果与实测瓦斯体积分数对比,分段渗透率的模拟结果更接近实测值;受采空区瓦斯体积分数梯度与渗透率变化的影响,尾巷配风量越大上隅角漏风量越小,尾巷步距越小临近工作面区域的瓦斯体积分数越低,综合尾巷联络巷的施工量与回风顺槽配风量,尾巷步距为50 rn,配风量为总进风的2/3时效果最佳;现场结合尾巷步距、风量分配与调节、周期来压等因素制定了综合措施,提高了尾巷利用率,有效解决了配置尾巷的综放工作面上隅角及尾巷口瓦斯波动超限问题.     

Blind Roadway Ventilation Improvement by Means of Increasing Initial Air Flow Velocity

Journal of Mining Science - The test data on confined air throw ranges in dead ends are reviewed. It is found that the research findings differ greatly and disable the single-value determination of...     

梁北矿进风井筒风温变化规律研究

矿井进风井筒风流温度变化规律的研究是井下其他工作场所风温变化规律研究的基础。将实测数据的数理统计回归法和差分法相结合,研究了梁北矿进风井筒风流温度的变化规律。分析验证表明,这是研究进风井筒风流温度变化规律的一种新的实用方法。     

2-118C1回风巷沿空留巷技术研究

针对干河煤矿2^#煤层厚度大,留设的区段煤柱损失煤炭量大的问题,提出采用沿空留巷技术。通过分析确定了沿空留巷方案和巷道支护方案。通过2-118C1工作面现场试验,现场效果良好。     

近水平煤层大断面巷道支护技术

近水平煤层大断面开切眼导致围岩应力的分布规律发生变化。以寸草塔煤矿为研究背景,通过理论分析开切眼巷道顶底板及两帮的应力分布变化情况。结合现场工程实践与理论分析确定采用"锚杆+桁架锚索+锚网"的支护方案,保障井下工作人员在开切眼过程中的安全。     

基于通风网络动态的井巷风流变化与稳定性

阐述了煤矿井巷风阻变化引起风流变化的规律,如变阻分支本身的风量与风压变化,变阻分支对其它分支风量与风压的影响,巷道密闭与贯通对风流的影响。对风流稳定性影响的因素主要有风网结构、风阻变化、通风动力变化等。     

巷道交岔点稳定性影响因素的数值分析

为了揭示巷道交岔点失稳机理,寻求合理的交岔点支护方式,采用FLAC3D程序对不同交岔点形式、深度、围岩强度、开挖顺序及开挖步距大小等因素进行了数值模拟计算.结果表明:目前煤矿使用的各种形式交岔点的变形和破坏都超过普通巷道,其中十字交岔点的变形和破坏最大;就巷道埋深和围岩强度来说,两者均存在一个临界值,当巷道交岔点埋深超过临界值,及围岩强度低于临界值时,巷道交岔点的变形和破坏将会加剧;十字交岔巷道开挖时,应选用较小的开挖步距,并避免支巷从远处向主巷贯通,及两支巷同时开挖对交岔点造成叠加影响.因此,在埋深一定的情况下,应选择较硬的岩层布置交岔点,通过加固措施提高围岩强度,并选择合适的开挖卸载方式,以提高巷道交岔点的稳定性.     

高温下岩石渗透率变化的探究

通过研究渗透率随温度的变化情况,分析了非常温下渗透率随温度的变化特征及其影响机制,得到了如下结论:(1)在达到一定的温度门槛值之后,岩石的渗透率发生突变并急剧增加,并且这种突变具有普遍性;(2)岩石渗透率与温度的变化关系可以用指数函数表示。