压缩空气对井下热环境的降温效果研究

压缩空气是矿山井下常用动力,它具有膨胀吸热的特性,因而可用于改善井下作业环境与气候条件。通过对矿井压缩空气吸热量的计算,分析了压气对井下热工作面的降温影响,并获得了压气与工作面降温效果的数学关系。还对井下采用压气降温进行了经济评价,指出了压气降温仍为我国深井局部降温的一种可供选择的好方法。     

东山煤矿高温工作面降温技术分析

随着开采深度的不断增加,地温逐渐升高,煤矿井下高温热害日趋严重,导致事故率上升,严重制约了矿山开采向纵深发展。针对东山煤矿1231采煤工作面的高温环境,应用矿井热环境理论和矿井通风技术,分析风流自地面流向1231采煤工作面过程中风流温度的变化,得出各种热源对矿井风流升温的影响,为防治热害提供理论依据。通过增加风量、改变工作面通风方式等几种降温技术,工作面平均温度从28.41℃降低到26℃,降温效果明显,有效地改善了1231采煤工作面的气候环境。     

高温矿井制冷降温

制冷法用于矿井降温已有50～60年历史。实践证明,高温矿井采用制冷法降温,技术上是有效的,经济上是合理的。目前,国外在金、铜、煤、钾盐和高硫矿中均有应用,我国也开展了一些试验研究,取得了一定的成果。这里就高温矿井降温的制冷方法、制冷设备、制冷剂与冷媒及制冷降温系统等问题作一简要介绍。一、制冷方法制冷方法很多,按制冷原理可分三类:利用物质在物态变化时吸热制冷、利用气体     

高温矿井掘进工作面冰块降温数值模拟研究*

为确定冰块在矿井高温掘进工作面降温中的设计参数,以大红山铜矿西矿段高温掘进工作面为对象,开展通风降温和冰块降温下掘进工作面温度场变化的数值模拟,分析冰块量、摆放方式对掘进巷道工作面附近温度场的影响。结果表明:与只采用通风降温方案相比,增加冰块的降温方案降温效果明显;当冰块摆放方式相同时,冰块量越多,有效制冷时间越长,但增加到一定程度时有效制冷时间基本不变;冰块摆放方式对降温效果有显著影响,在相同的冰块量及同一水平摆放方式下,冰块摆放高度与风筒齐平时的降温效果最佳;当冰块量及垂直摆放方式相同时,距掘进工作面越远,掘进工作面附近温度场温度的分布越均匀,制冷空间越大。     

煤矿天然制冰降温技术的可行性分析

借鉴国内外天然制冰的相关资料,提出了用于矿井降温制冷的天然制冰降温技术.通过建立冰池喷淋制冰和蓄冰模型,从理论上分析了天然制冰技术的可行性.通过对制冰费用与矿井当前降温费用的比较,突出了该技术研究的经济效益.同时,对该技术存在的相关问题进行了分析,对研究前景进行了展望.     

掘进巷道隔热分流排热降温技术的理论与实践研究

随着矿井开采深度的不断增加,热害已成为了继矿井五大灾害后的又一灾害,高温矿井中掘进工作面的热害最为突出。惯用的加大通风量的方法已无法满足降温要求,而采用空调降温电耗成本又太高,因此,采用绝热方法降温很有必要。运用流体力学和传热学的理论,在掘进巷道设置主、副巷道以改变巷道的传热结构和风流结构,实现了非人工制冷降温。得出选用性能良好的隔热材料、合理设置副巷道的宽度和对副巷道风流进行层流控制,是获得良好降温效果的关键,并给出了实现副巷道风流为层流状态的准则判别式及范围,导出了设置隔热板前后的热阻计算公式。唐洞煤矿的实践证明,掘进巷道采用隔热分流排热降温技术后,局部通风机送入掘进工作面的风流温度降低了2.5℃;单个人体获得的辐射热从得热56 W变成了失热27W;由隔热板、副巷道及围岩形成的复合传热结构的热阻增加了42.64%;主巷道中的风流温度降低了5.5℃。这表明掘进巷道隔热分流排热降温效果很好,有推广价值。     

矿井全风量降温技术研究与工程实践

赵楼煤矿煤层处于二级热害区域,井下高温高湿的气候环境产生过高的热应力,破坏人体的热平衡,使人感到不舒适,导致事故率增加,且生产率降低,严重影响煤炭安全生产。矿井在建立井下集中降温的基础上,针对季节性热害的特点提出了矿井全风量降温系统与方法,通过多种热源作用下的风温预测,确定矿井冷负荷。矿井建立地面集中式全风量制冷降温工艺,通过水源热泵机组实现了对送入井口空气的降温处理,整体上改善了矿井通风环境,取得了良好的效果。     

基于模糊聚类分析的矿井突水预测及危险性评价

运用模糊数学的基本原理，分析了矿井地下水突水条件及其影响因素，通过模糊聚类的实例分析，建立了区分矿山井下工作面突水的危险性预测与判别标准，为井下地下水防治和矿山安全生产提供了重要保证。     

关于HS矿井阻燃抑爆系统在我国煤矿应用的探讨

矿井瓦斯爆炸是煤矿井下一种极其严重的灾害,我国在防止瓦斯爆炸事故范围扩大的措施中,多采用巷道安装隔爆岩粉棚或隔爆水棚等被动隔爆措施,而HS矿井阻燃抑爆系统是一种主动抑爆防火系统.通过介绍HS矿井阻燃抑爆系统的原理、结构及特点,分析实例矿井中采掘工作面可能出现瓦斯爆炸的地点,根据爆炸地点确定HS矿井阻燃抑爆系统的井下安装位置,得出我国煤矿推广使用HS矿井阻燃抑爆系统后的优点.     

矿用湿式引射除尘器的应用研究

针对目前煤矿井下钻孔工作面粉尘浓度高和降尘效率低的现状,提出了湿式引射除尘技术,分析其基本原理和性能特点。分别进行了钻孔风力排渣气体流量测量试验和湿式引射降尘试验。前者得出了压气压力和钻孔深度的变化关系式以及钻孔过程中所需处理的含尘气体量。降尘试验表明,湿式引射除尘技术对全尘和呼吸性粉尘都有很好的降尘效果。     

Adequate air volume in working face after mechanical refrigeration

By analyzing the coal mine working face ventilation and cooling cost after mechanical method is adopted for temperature decrease, the relationship between air volume and ventilation cooling cost was established. And through mathematical analysis and specific applications of the model, the reasonable air volume is determined. With respect to the actual conditions of a coal mine, the air volume is figured out. In order to verify the correctness of the air volume by the new method, the Ansys model of ventilation cooling for the working face is established, and the effect of cooling under the air volume is simulated. The simulation results can meet the mine cooling requirement after being applied in coal mine, the cooling effect and the economic benefit are satisfactory.     

高温矿井回采工作面湿球温度的应用

利用回归分析的方法计算出湿空气焓值的湿球温度表达式,进而导出回采工作面热平衡方程的湿球温度表达式和风流的热交换方程。由于干球温度指标评价矿井气候条件具有片面性,引出了回采工作面进风临界湿球温度的概念。通过分析,得出回采工作面的进风临界湿球温度为25℃较为合适的结论。当回采工作面进风湿球温度低于25℃时,适量增加风量有利于工作面降温,当大于25℃时,增加风量对工作面降温反而有害。     

高温独头巷道人工制冷降温效果的优化研究*

为优化移动式人工制冷设备在高温独头掘进巷道工作面的制冷效果,通过设置风障形成密闭制冷空间,利用数值计算的方法,分别分析风障距工作面距离、回风管压力、回风管垂直高度对掘进工作面制冷效果的影响。研究结果表明:设置风障能够有效缩小制冷空间,阻隔热量,提高制冷效果;风障与工作面之间的距离对制冷效果有显著影响,风障的最佳布置距离为5 m;回风口压力过大或过小都不利于制冷效果,最佳压力为-70 Pa;回风管垂直高度不同,制冷效果也大有不同,其最佳高度为1 m。利用数值模拟所得工况参数进行现场试验,结果表明风障在高温独头掘进巷道降温中具有良好的实际应用效果。研究结果对高温矿井人工制冷工况优化,提高制冷效果具有指导意义。     

煤矿井下不同作业场所的职业健康风险定量评价

为评估煤矿井下工人面临的职业健康风险,采用特征化分析和货币化法,提出煤矿井下不同作业场所职业健康风险的定量评价方法。对井下主要作业场所进行划分,收集各作业场所粉尘、噪声和热环境的清单数据,进行特征化分析,将粉尘、噪声和热环境对工人的健康风险影响量化,最后进行货币化,使评价结果赋予经济意义。结果表明:平煤某矿的职业健康风险为715.47万元,主要作业场所职业健康风险由大到小依次为回采、掘进、煤仓口、锚喷作业点和胶带运输转载,评价结果可为煤矿职业健康管理提供更全面的决策依据。     

双压入贴附送风在高温巷道掘进中的降温规律研究

为量化研究高温矿井深部开采掘进巷道在抽压混合通风中设备布置及风量分配对降温效果的影响规律问题,利用AN-SYS-FLUENT软件数值模拟掘进巷道通风降温模型.首先,提出双压入式混合贴附通风降温思路,并分别建立传统抽压混合通风与双压入式混合通风的巷道三维几何模型;然后,进行6组不同设备布置及风量分配的降温方案对比实验;最...     

采煤工作面回风巷瓦斯气团漂移现象初探

了解瓦斯气体在采掘空间的分布及运移规律,是有效开展煤矿瓦斯治理工作的基础。通过对井下瓦斯浓度监测数据可视化及数理分析,揭示了回采工作面回风流中存在瓦斯气团的可能性,表明了回风巷中瓦斯气体运移具有风流携带气团漂移的特点;回风巷中的同一瓦斯气团先后经过相邻2个传感器时,2个传感器分别观测到的瓦斯浓度变化的曲线形态具有相似性,根据这一特点,给出了回风巷瓦斯气团漂移速度计算公式和应用实例。研究成果有助于优化采煤工作面通风设计,有效监测回风巷中瓦斯气体运移状态,避免高浓度瓦斯气团导致的矿井灾害。     

惰化降温耦合作用下的采空区低温CO2注入流量与温度研究

为了更好地使用LCO_2预防采空区煤自燃安全事故,结合宣东二号煤矿Ⅲ3煤层209工作面的实际条件,利用FLUENT数值模拟的方法,分别研究了低温CO_2的不同注入流量与温度对采空区氧化带内最高点温度、氧化带宽度和最大高温区域温度的影响。发现随着注入流量的增大,氧化带宽度与温度先逐渐下降后趋于平缓,注入温度的下降对回风侧高温点影响不大,而能将入风侧采空区最大高温区域温度降低。研究表明,注入流量增大到一定程度后对缩小采空区氧化带宽度的作用变小,而注入温度的下降对回风侧存在高温发火危险的采空区降温效果不佳。     

沂南铜井分矿深井通风系统优化研究

山东省沂南地区地热资源丰富,造成了矿山深井开采高温高湿环境。为有效治理铜井分矿井下湿热,调查测定了铜井分矿井下环境参数,在分析通风现状及其存在问题的基础上,选定采用多种技术措施结合治理、多级机站通风的深井湿热治理方案,以风量平衡、网孔风压平衡和阻力定律为理论基础,根据矿山实际情况自行开发了通风网络软件,克服了传统软件的不足。应用结果表明,铜井分矿井下湿热状况明显好转,达到井下作业的环境条件,设计方案具有显著的实用价值。