煤矿立井冻结壁温度场演化规律数值模拟分析

发布时间：2017-07-29 20:33

  本文关键词：煤矿立井冻结壁温度场演化规律数值模拟分析

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【摘要】：为了研究煤矿立井冻结壁温度场发展规律,采用COMSOL Multiphysics多物理场耦合程序,建立了立井冻结壁有限元分析模型,该模型考虑了冻结过程中相变潜热因素影响,模型与工程实际更为吻合。为验证模型的准确性,以某矿风井为研究对象,进行了170 d的冻结过程模拟,并与实测数据进行了对比分析,模拟结果与实测吻合度较好。依据模拟结果,可得出:1冻结过程中,测温孔温度呈负指数型下降,最终趋于恒定值;2冻结壁厚度初期增长幅度较大,而进入156 d增长趋势趋缓,最终趋于稳定,厚度达到8.2 m;3主面温度曲线以冻结管位置为中心呈V型发展,界面温度曲线则近似呈弧形发展。本模拟方法为冻结壁温度场研究提供了一种新的分析手段,相应研究成果对冻结法凿井准确把握井壁温度场演化具有较好参考价值。
【作者单位】： 西安科技大学建筑与土木工程学院;
【关键词】： 煤矿立井 冻结壁 温度场 相变潜热 多物理场耦合程序
【基金】：国家自然科学基金(41272340;41302228) 中国博士后科学基金(2013M532070)
【分类号】：TD265.3
【正文快照】： 1引言随着经济崛起和建设的快速发展及人民生活水平的不断提高,我国对以煤炭为主的矿产能源需求量越来越大。煤炭作为国家的能源基础,与国家的生产建设息息相关。近年来,煤矿的开采有向更深地层挖掘的趋势,矿井建设大多要穿越深厚表土层。深厚表土层一般强度低、含水量大、地

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