自然冷源预冷的压缩空气输冷矿井降温技术研究

发布时间：2017-05-24 19:01

  本文关键词：自然冷源预冷的压缩空气输冷矿井降温技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着煤炭开采深度的日益增加,深部矿井热害问题也日趋突出,严重影响矿井的生产效率和井下作业人员的身体健康。目前矿井主要采用的降温系统有非人工制冷降温技术、机械制冷水降温技术、机械制冰降温技术、空气压缩式制冷降温技术、深井HEMS降温系统以及热—电—乙二醇制冷降温技术等。但这些矿井降温技术都有一定的适用范围或者使用弊端。而自然冷源预冷的压缩空气输冷矿井降温技术研究主要是将地面空气经压缩机压缩后,先经过天然冷源冷却系统对压缩空气进行预冷却,再经过人工冷源冷却系统对压缩空气进一步冷却,最后由引射器将压缩空气喷射至矿井工作面。该系统可以克服其它制冷系统的不足,并且具有制冷负荷低,运行费用低,输冷能力强,体积流量小,管道断面小,安全性能好,便于布置和保温等优点。本文对自然冷源预冷的压缩空气输冷矿井降温技术的设计方法进行了研究。具体的研究工作如下:(1)根据实际情况,对矿井热源产生的根本原因进行分析,总结了现有各个热源的热计算方法及公式。对井下不同性质的巷道热源进行分析,总结出各种类型巷道热源散热量的计算方法及公式。(2)介绍了自然冷源预冷的压缩空气输冷矿井降温技术的原理和基本组成。给出了该系统的空气处理方法及各设备的选型设计方法。重点介绍了该系统首次提出的自然冷源预冷的矿井降温技术和冷却塔获取低温技术。(3)运用FLUENT软件建立工作面气流组织及分布模型,并根据目前矿井实际情况设置模拟参数,对气流组织及分布进行优化,确定了较为合理的气流组织形式。(4)结合矿井实例,进一步阐述了自然冷源预冷的压缩空气输冷矿井降温系统的组成及设计方法。论证自然冷源预冷的压缩空气输冷矿井降温技术的可行性。
【关键词】：热害 矿井降温 压缩空气 冷负荷 天然冷源冷却系统 人工冷源冷却系统
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD727.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 选题背景和意义11-14
• 1.2 国内外矿井降温技术研究现状14-18
• 1.2.1 国外矿井降温技术研究现状14-16
• 1.2.2 国内矿井降温技术研究现状16-18
• 1.3 课题研究的主要内容18-19
• 1.4 主要研究方法和技术路线19
• 1.5 本章小结19-21
• 2 矿井内热源分析及冷负荷计算21-31
• 2.1 矿井内主要热源及冷负荷计算21-28
• 2.1.1 井巷围岩放热及冷负荷计算21-24
• 2.1.2 机械设备放热及冷负荷计算24-25
• 2.1.3 地下热水放热及冷负荷计算25
• 2.1.4 运输中煤炭与矸石的放热及冷负荷计算25-26
• 2.1.5 矿物及其他有机物的氧化放热及冷负荷计算26-27
• 2.1.6 人员放热及冷负荷计算27
• 2.1.7 空气自压缩放热及冷负荷计算27-28
• 2.1.8 其他热源放热及冷负荷计算28
• 2.2 矿井各类型巷道冷负荷计算28-29
• 2.2.1 回采工作面28
• 2.2.2 掘进工作面28-29
• 2.2.3 机电硐室29
• 2.3 本章小结29-31
• 3 新型压缩空气矿井降温技术研究31-57
• 3.1 提出背景31
• 3.2 系统组成及流程31-33
• 3.3 自然冷源预冷的压缩空气输冷矿井降温技术的优点33-34
• 3.4 空气处理设备及参数的确定34-56
• 3.4.1 空气压缩机的选型34-37
• 3.4.2 表冷器设计37-44
• 3.4.3 冷却塔的选型44-48
• 3.4.4 制冷机组的选型48-49
• 3.4.5 喷射器设计49-54
• 3.4.6 管道的水力计算及保温54-56
• 3.5 本章小结56-57
• 4 工作面气流组织的模拟研究57-71
• 4.1 数值模拟方法介绍57-60
• 4.1.1 基本控制方程58-59
• 4.1.2 FLUENT求解过程59-60
• 4.2 工作面模型的模拟过程60-70
• 4.2.1 工作面几何模型的建立60-61
• 4.2.2 工作面数学模型的建立61
• 4.2.3 工作面模型降温前情况模拟61-63
• 4.2.4 工作面降温模型的建立63-65
• 4.2.5 工作面模型降温后情况模拟65-70
• 4.3 本章小结70-71
• 5 工程实例71-79
• 5.1 矿井概况与矿山热害情况71-72
• 5.1.1 矿井简介71
• 5.1.2 生产情况71
• 5.1.3 地温情况71-72
• 5.2 降温系统设计72-77
• 5.2.1 冷负荷计算72-73
• 5.2.2 空气压缩机的选型73
• 5.2.3 表冷器设计73-75
• 5.2.4 冷却塔的选型75-76
• 5.2.5 制冷机组的选型76
• 5.2.6 管道的水力计算及保温76
• 5.2.7 喷射器设计76-77
• 5.3 本章小结77-79
• 6 结论79-81
• 6.1 本文结论79
• 6.2 工作展望79-81
• 参考文献81-85
• 作者简历85-87
• 学位论文数据集87

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;矿井降温技术研究情况[J];煤矿安全;1980年02期

2 ;矿井降温技术的50年历程[J];煤矿安全;2003年S1期

3 张朝昌,厉彦忠,苏林,徐东来,朱兴明;透平膨胀制冷在高温矿井降温中的应用[J];西安科技学院学报;2003年04期

4 金学玉;利用恒温水源进行矿井降温[J];煤矿安全;2004年06期

5 黄颖华;沈斐敏;;高温矿井降温技术研究动态[J];安全与健康;2006年21期

6 王成;杨胜强;;矿井降温措施综述[J];能源技术与管理;2008年01期

7 李红阳;;矿井降温系统技术经济分析[J];煤矿安全;2009年03期

8 王长彬;李奇;;冰浆矿井降温系统测控技术[J];现代矿业;2013年05期

9 韩环跃;;矿井降温措施实施效果分析[J];水力采煤与管道运输;2013年03期

10 胡春胜;高温矿井降温方案的选择与设计[J];煤炭工程师;1991年06期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 秦立伦;高敏峰;;水源热泵在矿井降温中的应用[A];山东煤炭学会第六次会员代表大会暨煤矿地热防治学术论坛论文集[C];2013年

2 朱杰;宋立谦;王飞波;;矿井降温新型冷媒流化冰[A];山东土木建筑学会建筑热能动力专业委员会第十二届学术交流大会论文集[C];2008年

3 朱杰;宋立谦;王飞波;;矿井降温新型冷媒流化冰[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年

4 张均仿;李民刚;;煤矿热害治理方法浅析——人工及非人工降温的比较分析[A];山东煤炭学会第六次会员代表大会暨煤矿地热防治学术论坛论文集[C];2013年

5 刘桂平;;平煤四矿瓦斯发电余热制冷矿井降温系统热经济性分析[A];中国职业安全健康协会2010年学术年会论文集[C];2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 尚雅斐;自然冷源预冷的压缩空气输冷矿井降温技术研究[D];河南理工大学;2015年

2 冯小凯;高温矿井降温技术研究及其经济性分析[D];西安科技大学;2009年

3 王晓峰;高温矿井降温系统热湿交换研究[D];辽宁工程技术大学;2008年

4 王伟;矿井用冷热电联产系统的制冷系统设计研究[D];合肥工业大学;2006年

5 杨天麟;煤矿工作面专用空气冷却器的研究与开发[D];天津大学;2007年

6 董昕s

本文编号：391664