煤矿避难硐室通风及温度调控关键技术研究

发布时间：2017-05-25 17:22

  本文关键词：煤矿避难硐室通风及温度调控关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤矿井下避难硐室作为紧急避险系统的重要环节，可为遇险矿工提供一个临时防护空间，保障其基本的生存条件。随着国家对煤矿安全的不断重视，井下紧急避险技术与装备逐渐成为研究热点之一。然而目前国内建设的避难硐室在技术上仍然有很多缺陷，不能真正的发挥灾后的紧急避险功能。本文研究了井下避难硐室在内部通风和降温方面的关键技术，主要研究内容归纳如下： （1）避难硐室在服役状态下必须保证其完好的密闭性能，人员进入过程中具备对外部有毒有害气体的阻隔能力。本文分析了目前广泛采用的气幕喷淋方法及其装置的阻隔性能。并设计了一种水隔式避难硐室过渡室，通过以水作为柔性密封介质，实现人员进出硐室过程中有害气体的有效隔离。从理论上对该方案进行了详细论证，得出了过渡室设计的主要参数要求。另外，设计了一种新型的避难硐室快速排气装置，以井下压缩空气作为动力源，利用气动风机实现了避难硐室内的有害气体的快速排出，改善硐室内生存环境。 （2）运用计算流体动力学的基本理论对避难硐室内部的空气流场及温度场进行了计算分析，根据流体流动理论和传热理论基础确定流体力学模型及传热模型，阐述了湍流模型及传热模型的控制方程，为硐室内部温度场和流场分布模拟计算提供理论支持和方法指导。 （3）根据避难硐室内部通风及温度的基本要求，，分析了影响硐室内部温度分布的因素，确定人员及硐室内部电气设备散热量，为边界条件设置提供了理论依据。建立硐室生存室内部模型，划分网格，设置边界条件，利用FLUENT软件模拟计算，同时结合空气品质和人员舒适度的评价指标对硐室内部通风效果进行综合评价，为硐室内部通风系统研究提供重要的理论依据。 （4）分别研究了不同的进风参数、不同分进风方式及进风口与回风口位置对硐室内部流场分布变化的影响，并利用空气品质和人员舒适度评价指标进行相关评价，所获得的硐室内部空气温度场和速度场模拟的结果，可为硐室内部气流通风系统设计和内部环境改善提供重要参考。 （5）针对硐室外接压风系统被完全切断的极端情况，比较分析多种降温方式的优缺点，得出采用蓄冰箱降温是硐室内部优先选择的降温方式。详细阐述了蓄冰箱制冷原理及装置，对硐室内蓄冰箱制冷的空气流场进行相关模拟分析，得出结果符合硐室内部温度要求。给出了蓄冰箱的自动启闭电控系统方案，可实现内部温度调节及资源的有效利用。 论文有图60幅，表4个，参考文献99篇。
【关键词】：避难硐室 密闭空间 气体隔离 CFD模拟 蓄冰制冷
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD774
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• Contents10-12
• 图清单12-16
• 表清单16-17
• 变量注释表17-20
• 1 绪论20-28
• 1.1 井下避难硐室新概念及研究意义20-21
• 1.2 国内外避难硐室技术发展现状21-25
• 1.3 本论文主要研究手段25
• 1.4 本论文研究的内容及章节安排25-28
• 2 灾后避难硐室内生存环境重建关键技术28-38
• 2.1 水隔式过渡室29-32
• 2.2 硐室内快速排气技术及装置研发32-37
• 2.3 本章小结37-38
• 3 避难硐室内多物理场优化计算数学模型38-46
• 3.1 湍流模型38-40
• 3.2 湍流的基本方程40-43
• 3.3 传热模型43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 4 避难硐室内流场、温度场 CFD 耦合计算方法46-58
• 4.1 避难硐室内部通风及温度的基本要求46-48
• 4.2 硐室内避险人员散热量评估48-50
• 4.3 硐室内空气品质及人员热舒适性评价指标50-52
• 4.4 避难硐室有限元模型创建52-56
• 4.5 本章小结56-58
• 5 不同参数条件下硐室内流场、温度场计算58-87
• 5.1 硐室内流场和温度场分布概况58-68
• 5.2 改变进风参数对硐室内流场和温度场的影响68-77
• 5.3 进风口和回风口对空气温度场和速度场分布的影响77-80
• 5.4 进风方式优化及数值模拟80-86
• 5.5 本章小结86-87
• 6 灾后外源切断情况下硐室内部温度维持技术87-100
• 6.1 蓄冰制冷原理及装置88-90
• 6.2 基于蓄冰制冷的硐室内部温控效果分析90-95
• 6.3 蓄冰制冷启停控制方案95-99
• 6.4 本章小结99-100
• 7 结论与展望100-103
• 7.1 结论100-101
• 7.2 展望101-103
• 参考文献103-108
• 作者简介108-112
• 学位论文数据集112

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：394461