回采工作面温度场分布及人体热舒适的数值模拟研究

基于三维k-ε湍流模型,利用Fluent软件模拟了高温高湿回采工作面中的热环境.并根据热舒适性的评价指标PMV-PPD(Predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied)对巷道中热环境进行预测和评价,给出了高温高湿回采工作面中的速度场、温度场、热舒适性指标PMV、PPD分布图.结果表明:当入口空气速度0.5≤v≤1.0m/s时,送风温度在18≤t≤22℃比较合适.当入口空气速度1.0v4m/s时,以22℃送风时人体有吹风感,但是人体处于-1≤PMV≤+1舒适范围,能满足矿工的热舒适要求.高温高湿回采工作面通过优化送风速度和送风温度,可满足井下作业人员的热舒适性要求,同时达到节约能源目的.     

深部高温高湿矿井热平衡及热舒适评价研究

基于对深部高温高湿矿井的研究,在分析影响矿工热舒适性环境的各种因素的基础上,通过矿工热平衡的计算,建立了矿工热舒适方程.介绍了矿工热舒适性的评价指标:预测平均评价,有效温度,过渡活动状态的热舒适指标,热应力指数和风冷却指数,分析了其评价的局限性,指出对深部高温高湿矿工热舒适性评价需要开展进一步研究的必要性.     

压入式局部通风掘进巷道内热环境数值模拟研究

采用三维k-ε紊流模型,利用Fluent软件模拟了2种风筒送风方式下,压入式局部通风掘进工作面风流与巷道围岩的热交换过程,得到了掘进巷道内速度场、温度场以及人体热舒适指标(PMV～PPD)分布图.计算结果表明,边长为0.7m的风筒、风速6m/s和空气温度20℃的送风方式,较其它送风方式能为矿工提供更好的热舒适工作环境;在掘进巷道同一截面不同高度的温差小于3℃;在掘进巷道内人体活动区域预测平均投票数平均值低于0.5,预测不满意百分数平均值小于20%,靠近掘进巷道侧风速较大,人体有吹风感.在满足人体热舒适的条件下,采用较大直径送风筒和相对较低的送风速度的送风方式有利于气流组织对有害物质的稀释和排出.     

基于热舒适方程的矿井热舒适性研究

基于热舒适方程和评价指标,在矿井热环境舒适性评价研究中,首次将空气干球温度、相对湿度、风速3个参数综合起来,评价矿井热环境的热舒适性,结果表明,在满足一定矿井热环境相对湿度和风速的条件下,可以把煤矿井下工作面的干球温度提高到27℃,并且得出在这3个基本参数共同作用下对人体热舒适性影响的变化规律,在此基础上参照ASHRAE公布的焓湿图,添加风速参数绘制出矿井热环境的人体热舒适区域。热舒适区域80%～100%的相对湿度适用于煤矿井下实际条件,1～4m/s的风速满足《煤矿安全规程》的规定。研究得出的矿井热舒适区域可作为矿井降温和矿井热环境评价的标准。     

高温矿井热湿环境对人体机能的影响

矿井高温热害及其治理已成为国内外采矿界公认的科技难题,矿井降温技术已成为高温矿井正常安全生产、企业发展的瓶颈技术和关键技术。随着矿井开采深度逐渐增加,作业人员的安全及职业健康问题愈加突出,尤其是高温高湿环境下矿工的健康问题。研究热湿环境对人体机能的影响尺度,可为更好地调节高温矿井热湿环境提供依据和借鉴。针对3个高温金属矿井,选取不同中段的5个作业点（其环境温度范围分别为23~26 ℃、27~30 ℃、31~34 ℃、35~38 ℃、39~42 ℃,湿度范围介于60%~70%、70%~80%、80%~90%三个区间,风速调控为0.5 m/s、1.5 m/s、2.5 m/s）,对50名矿工（10个作业小组）进行生理、心理及行为测量。通过测量及数据分析得到热湿环境下人体各机能参数的变化趋势,结论为温度27 ℃以下、湿度60%~70%、风速0.5 m/s为矿工作业环境的舒适范围。温度超过27℃,湿度超过70%时,需采取降温除湿措施改善井下作业条件。     

综采工作面热舒适性及通风效率研究

综采工作面三维空气湍流流动采用Realizable k-ε数学模型,并结合Fluent软件分析了高温高湿综采工作面环境热舒适性和通风效率.由此总结出送风速度0.5＜v＜4.0 m/s,22℃送风参数和送风速度4 m/s,25℃送风参数能较好的满足人体热舒适性;空气龄在同一垂直面的人体不同高度处分布是一致,且随着送风速度的增大而减少;综采工作面空气流动能较好的将有害污染物排出,由于在工作面的顶板处形成了小的涡旋,有害物容易在此处形成聚集,易于引发危害.     

高温矿井热舒适性及评价指标的研究

通过对矿井高温现象的研究,分析影响矿工热舒适性环境因素,建立了矿工热舒适方程,绘制矿工热舒适图,查矿工热舒适图可以确定适宜的风速,并可计算送风量的大小。确定了矿工热舒适性的评价指标PMV,PPD,以及预测计算公式;根据预测平均热感觉指标PMV值评价矿工热舒适性及矿井热害程度的大小。     

混合式局部通风独头巷道热环境数值模拟研究

基于k—ε湍流模型,运用Airpak2.1软件模拟了周源山煤矿一混合式局部通风独头巷道的风流流场、流线、温度场、PMV—PPD、平均空气龄分布,研究结果表明,在大断面巷道面积S=12 m2,抽压风筒口距工作面距离L抽=16 m,L压=8 m,抽压风量比为2∶1的前压后抽混合式通风条件下,风筒布置和抽压风量配比合理,工作面风速0.15≤v≤4.0 m/s,温度t≤26℃;采用热舒适指标PMV—PPD和空气质量指标空气龄对热环境进行数值预测与评价,评价结果与现场调研有较好的一致性。     

矿井热环境人体热舒适性研究

通过对热平衡条件下矿工皮肤平均温度、排汗率、皮肤湿度和工作时间上限等主观热应力指标的计算分析,发现在满足一定环境湿度条件下可将回采工作面干球温度上限放宽至28 ℃。在此基础上,应用人体热平衡模型,结合实测数据提出含有多个主客观指标的热舒适区图概念。在同时满足矿工热平衡及出汗率条件下,根据从事一定劳动强度的矿工所对应的皮肤平均温度曲线将热舒适区图划分为非工作区、舒适区及禁止工作区。采用兖州煤业集团东滩煤矿某回采工作面实测数据及流场、温度场模拟结果,验证了干球温度上限有条件地定为28 ℃及热舒适区图的正确性。     

评估3种热舒适指数在高温矿井的适用性

通过人体实验研究湿球黑球温度(Wet Bulb Globe Temperature,WBGT)、预测热应激模型(Predicted Heat Strain,PHS)、不舒适指数(Discomfort Index,DI)这3个热舒适指数是否适用于高温矿井.在4个不同的高温矿井热湿环境(26℃/90％,30℃/90％,34...