巷道圍巖調(diào)熱圈變化規(guī)律及對(duì)散熱量的影響.pdf

1、隨著我國(guó)煤炭開采深度的不斷加大，深井地?zé)崴斐傻牡V井高溫問題越來越嚴(yán)峻，巷道圍巖溫度場(chǎng)分布及散熱量的計(jì)算一直是礦井降溫研究領(lǐng)域沒能很好解決的難題。本論文主要針對(duì)高溫深井熱害問題，通過對(duì)巷道圍巖非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱理論進(jìn)行分析，以龍固煤礦輔二大巷（標(biāo)高-810m）圍巖溫度場(chǎng)為研究對(duì)象，采用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，對(duì)地?zé)嵝透邷氐V井巷道圍巖溫度場(chǎng)及調(diào)熱圈進(jìn)行模擬研究。采用ICEM軟件建立巷道圍巖溫度場(chǎng)模型，采用ANSYS-CFX軟件進(jìn)行數(shù)值

2、模擬，將模擬結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，證明了模擬結(jié)果的可靠性。在此基礎(chǔ)上，分析了巷道圍巖溫度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分布規(guī)律，巷道圍巖壁溫及圍巖調(diào)熱圈厚度隨通風(fēng)時(shí)間的變化規(guī)律，確定了龍固煤礦輔二大巷圍巖調(diào)熱圈的穩(wěn)定時(shí)間為30年，半徑為80m。
　　分別模擬了典型巷道在不同進(jìn)口風(fēng)溫、風(fēng)速及原始巖溫條件下，圍巖溫度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)分布情況，歸納總結(jié)了各種因素對(duì)圍巖溫度場(chǎng)分布、巷道壁溫及調(diào)熱圈厚度的影響規(guī)律:巷道進(jìn)口風(fēng)溫的變化對(duì)調(diào)熱圈半徑及其穩(wěn)定時(shí)間的影響較

3、小;進(jìn)口風(fēng)速的變化對(duì)圍巖溫度場(chǎng)分布及調(diào)熱圈半徑的影響甚微，對(duì)壁溫的變化有一定的影響，但影響較小;原始巖溫對(duì)調(diào)熱圈穩(wěn)定時(shí)間影響較小，對(duì)調(diào)熱圈半徑的影響較大，原始巖溫越高，調(diào)熱圈半徑越大。
　　最后將模擬研究的結(jié)果應(yīng)用于巷道圍巖散熱量的計(jì)算，根據(jù)模擬得出的巷道壁溫及調(diào)熱圈厚度，結(jié)合傳熱學(xué)知識(shí)，采用實(shí)證分析和對(duì)比研究的方法，對(duì)各種已有圍巖散熱量計(jì)算方法的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。通過對(duì)比求證得出，本文提出的利用復(fù)合傳熱法求得的圍巖散熱量與實(shí)際測(cè)算

4、的散熱量更為接近，計(jì)算方法可靠，滿足工程實(shí)際應(yīng)用需要。采用基爾皮切夫不穩(wěn)定熱交換系數(shù)法求得的散熱量偏小;采用對(duì)流換熱系數(shù)法和分時(shí)段不穩(wěn)定熱交換系數(shù)法求得的散熱量偏大。通過巷道圍巖溫度場(chǎng)的模擬，不僅能夠得到不同通風(fēng)時(shí)間內(nèi)的巷道壁溫、圍巖調(diào)熱圈厚度，而且還能通過簡(jiǎn)單的傳熱學(xué)計(jì)算求得不同通風(fēng)時(shí)間內(nèi)巷道圍巖的散熱量，從而可以清楚地觀察到圍巖散熱量隨通風(fēng)時(shí)間的變化規(guī)律。該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，而且可以避免對(duì)流換熱系數(shù)法計(jì)算結(jié)果的隨意性，為圍巖散熱量的計(jì)算