矿井风温预测及其在通风设计中的应用研究

发布时间：2016-11-30 10:21

  本文关键词：高温矿井风温预测模型研究及应用，，由笔耕文化传播整理发布。

《武汉理工大学》 2012年

矿井风温预测及其在通风设计中的应用研究

李慧  

【摘要】：随着浅部矿产资源的枯竭,采矿技术逐渐向着深部开采发展,原岩温度随着矿井深度的增加逐渐升高,矿井热害问题越来越严重,成为制约矿床安全生产的重大问题之一。因此,准确预测井下风流温度,为井下作业环境的预测和调控提供依据,加强风温预测技术在通风设计中的指导作用。 论文简述了国内外风温预测理论和技术的研究现状,在前人研究成果的基础上,结合矿井围岩与风流间的热交换原理,针对新建矿山设计需要建立一个风温预测模型,采用差分法从理论和实例计算两个方面分析入风流温度、通风量、围岩导热系数和压缩热等因素对矿井风流温度的影响,总结了矿井风流温度的变化规律。 风流温度的变化规律为： (1)风流进入矿井,经过与围岩的热交换和自压缩过程,温度总体升高；风流在平巷中继续与围岩发生热交换,温度升高,逐渐接近岩温；到达出风井筒时,风流向上流动围岩温度逐渐降低,当风流温度高于岩温时向围岩放热,同时伴随空气膨胀,最终温度降低。 (2)在其他条件一定的情况下,风温随井筒的延深、平巷距离的延长而升高,随入风流温度的变化而变化,与入风流温度大致成正比关系。但在深井中,入风流温度的变化不会改变风路中风温变化的整体趋势。 (3)在其他条件一定的情况下,矿井风温随围岩导热系数的增大而上升,随通风量的增加而降低。风量与风温之间存在一个临界温度和临界风量,应根据实际情况采取相应的降温措施,一味的采取通风降温则不能达到降温的效果。 通过数据计算和分析,发现压缩热也是影响深井风流温度的一个重要因素,以往的通风设计中只将地热作为影响的主要因素,未考虑压缩热。因此,本文采用差分法将压缩热加入计算,提高了风温预测的精确性。 将风温预测技术应用到通风设计中,根据矿井风温预测数据,计算矿井自然风压,发现深井中地表气温的变化只影响自然风压的大小,不能改变自然风压的方向。最后,通过CFX数值模拟,得到不同入风流温度下的矿井风流温度、风压的分布规律,进一步佐证矿井风温和风压的变化规律。

【关键词】：
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TD72
【目录】：

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本文编号：199027