深井矿山岩体热害源分析与控制

发布时间：2017-05-25 20:10

  本文关键词：深井矿山岩体热害源分析与控制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着矿山开采深度的不断增加,开采环境不断恶化,深部高温高湿地热问题逐渐凸显,导致作业环境恶化、制约矿井开采向更深发展,严重威胁到深部矿井的开采安全与井下施工人员的身体健康,增加了矿山开采的安全隐患。所以如何有效地对深部矿井热害进行控制与治理势在必行,其中关于高热害区域的选择评价显得十分重要。本文以辰州矿业沃溪矿区为工程背景,开展了对深部热害的产生原因的分析与高热害区域的评价与治理,本文主要研究内容及成果如下： 1、结合引起井下高温的热源的研究,针对井下矿井环境,分析了深部矿井的几大主要热源,包括围岩传热、空气自压缩热、热水放热、机械设备放热、运输材料放热、爆破放热等,同时分析了深部矿井热害对井下工作人员的影响与危害,为进行深井高热害区域评价提供了条件。 2、采用浅孔测温法对沃溪矿区的岩石原始温度进行了调查,通过对调查数据的线性回归分析,获得沃溪矿区的地热增温率；通过类比国内其他矿山地热增温率情况,发现沃溪矿区地热梯度较高,深部热害严重；选取10个具有代表性的测点,建立地热监测系统,为建立深部矿井高热害区域模糊数学评价模型提供了数据来源。 3、依据指标评价体系建立的系统性原则、典型性原则、简明科学性原则、可操作与可量化原则、综合性原则,针对深井热源的复杂性,将深井高热害区域评价体系分为目标层、指标层与准则层,并从井下工作人员主观感受角度出发选取了矿井温度等九大主要影响因素作为评价指标。 4、以改进的层次分析法和模糊数学为基础,建立了深井高热害区域综合评价数学模型,并对层次分析法判断矩阵进行改进,确定各评价指标权重；将标准化方案引入到模糊数学模型中,通过计算比较各方案的优劣,此外,与标准化方案的对比可以验证各方案的可行性。同时,将该方法应用到辰州矿业沃溪矿区的深井高热害区域评价中,对三个不同中段进行了综合评价,并与标准值进行比对,得出评判向量为(0.862,0.777,0.633,0.831),结果表明随着矿井中段位置的不断加深,热害逐渐加重,仅有16平热害状况略好于标准值,深部42平热害严重,不符合井下环境标准,这与工程现场的实际情况是一致的,可见该方法科学合理,可以在工程应用中推广 5、针对现有高热害区域的中段提出了治理方案,提出了通风系统改造与多种排热降温措施,为今后更加有效地治理沃溪矿区的地热灾害提供重要参考。
【关键词】：深井地热 地热监测系统 层次分析法 模糊数学 地热治理
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD727.2
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 课题研究的背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究状况13-18
• 1.2.1 矿井热害研究现状13-15
• 1.2.2 人体主观热舒适感受评价研究现状15-18
• 1.3 模糊数学研究现状18-19
• 1.4 本文研究方法及内容19-23
• 1.4.1 研究方法19-20
• 1.4.2 研究内容20
• 1.4.3 研究路线图20-23
• 2 沃溪矿区地热概况23-37
• 2.1 沃溪矿区开拓通风系统概况23-24
• 2.1.1 沃溪矿区开拓系统概况23
• 2.1.2 沃溪矿区通风系统概况23-24
• 2.2 矿井井下热源调查分析24-29
• 2.2.1 围岩传热24
• 2.2.2 空气自压缩热24-26
• 2.2.3 热水放热26-27
• 2.2.4 机电设备放热27-28
• 2.2.5 运输中矿石放热28
• 2.2.6 井下爆炸放热28-29
• 2.2.7 其他热源放热29
• 2.3 深井热害对人体的影响与危害29-34
• 2.3.1 矿井温度29-32
• 2.3.2 矿井相对湿度32-33
• 2.3.3 矿井空气流速33-34
• 2.4 沃溪矿区地热存在的问题34-36
• 2.4.1 对深井热害认识不足34-35
• 2.4.2 风流混乱、深部风量明显不足35
• 2.4.3 近地表低温区未被利用35
• 2.4.4 地热循环污染35-36
• 2.4.5 深部作业环境温度过高36
• 2.4.6 冬季16平员工进出条件差36
• 2.5 本章小结36-37
• 3 沃溪矿区地热监测系统37-49
• 3.1 井下监测具体调研内容37-38
• 3.2 岩石原始温度测量38-39
• 3.3 地热增温率测量39-41
• 3.4 地热监测系统现场实施方案41-43
• 3.5 地热监测结果及分析43-47
• 3.6 本章小结47-49
• 4 深井高热害区域评价49-69
• 4.1 深井高热害区域评价方法概述49-50
• 4.2 评价指标体系建立原则50-51
• 4.3 深部矿井高热害区域评价指标体系的建立51-54
• 4.3.1 评价体系的层次结构51
• 4.3.2 评价体系指标的确定51-53
• 4.3.3 评价体系层次模型53-54
• 4.4 层次分析法54-55
• 4.5 模糊数学方法55-59
• 4.5.1 普通集合与模糊集合55-56
• 4.5.2 隶属度函数56-57
• 4.5.3 模糊关系57
• 4.5.4 模糊综合评判57-59
• 4.6 高热害区域模糊数学评价模型59
• 4.7 矿井高热害区域评价指标权重的确定59-61
• 4.7.1 构造比较标度与判断矩阵59-60
• 4.7.2 确定初始权重60-61
• 4.7.3 判断矩阵的一致性检验确定权重向量61
• 4.8 矿井高热害区域模糊数学评价模型的建立61-62
• 4.8.1 建立因素集,方案集与权重集61-62
• 4.8.2 确定隶属度矩阵62
• 4.8.3 综合评价方案62
• 4.9 沃溪矿区矿井高热害区域评价应用实例62-67
• 4.9.1 确定指标权重63-64
• 4.9.2 确定隶属度矩阵64-66
• 4.9.3 综合评价方案66-67
• 4.10 本章小结67-69
• 5 沃溪矿区井下地热控制治理方案69-79
• 5.1 通风、排热降温工作重点69-70
• 5.2 排热降温措施70-72
• 5.3. 通风系统优化与改造72-76
• 5.3.1 沃溪矿区通风方式的研究72
• 5.3.2 通风系统优化方向72-73
• 5.3.3 通风系统改造工程73
• 5.3.4 深部矿井通风系统优化具体研究73-75
• 5.3.5 通风管理75-76
• 5.4 其他技术改进76-77
• 5.5 本章小结77-79
• 6 结论79-81
• 6.1 结论79
• 6.2 创新点79-80
• 6.3 展望80-81
• 参考文献81-87
• 攻读硕士期间发表的论文及学术成果87-88
• 致谢88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：394855