高溫礦井回采工作面熱環(huán)境與數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著煤礦開(kāi)采深度的不斷延伸,高溫?zé)岷σ呀?jīng)成為制約礦井安全生產(chǎn)的突出問(wèn)題?；夭晒ぷ髅媸敲旱V生產(chǎn)的主要地點(diǎn),也是高溫礦井熱害問(wèn)題最嚴(yán)重的地方。圍巖(煤壁、頂?shù)装?、采煤機(jī)散熱是導(dǎo)致回采工作面熱害的主要原因。由于回采工作面斷面形狀極不規(guī)則,導(dǎo)致風(fēng)流在回采空間中產(chǎn)生許多小渦流,加上在風(fēng)流路徑上存在有熱源,且與熱源發(fā)生強(qiáng)烈熱質(zhì)交換,使得風(fēng)流溫度已經(jīng)超過(guò)《規(guī)程》中的相關(guān)安全規(guī)定,嚴(yán)重影響到了工人的身體健康和生命財(cái)產(chǎn)安全,為此研究風(fēng)流在回采工作面的流

2、動(dòng)過(guò)程中,溫度變化規(guī)律對(duì)熱害控制顯得非常必要。本文采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和數(shù)值模擬方法以平煤八礦丁5.6-11210工作面為研究對(duì)象,研究圍巖(煤壁、頂?shù)装?和采煤機(jī)散熱時(shí)風(fēng)流溫度分布變化情況。
　　論文以此為工程背景,在經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)流參數(shù)實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上,對(duì)丁5.6-11210工作面的熱源參數(shù)和風(fēng)流熱力參數(shù)進(jìn)行了分析和計(jì)算,從而找到了對(duì)丁5.6-11210工作面高溫影響的主要熱源,以及各主要熱源在回采空間的分布規(guī)律;然后又對(duì)圍巖(煤壁、頂?shù)装?

3、與風(fēng)流之間的換熱系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。
　　經(jīng)過(guò)對(duì)工作面熱源的定量計(jì)算分析,采煤機(jī)對(duì)工作面風(fēng)流的影響最大;在現(xiàn)場(chǎng),隨著采煤機(jī)的不停工作,在工作面上設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn)同時(shí)測(cè)量溫度,進(jìn)而得到采煤機(jī)在順風(fēng)流和逆風(fēng)流工作時(shí),回采面各測(cè)點(diǎn)的溫度變化趨勢(shì)。
　　基于動(dòng)網(wǎng)格模型,建立了回采空間采煤機(jī)在順風(fēng)流和逆風(fēng)流狀態(tài)的數(shù)值模型。結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果與井下實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),分析了回采工作面風(fēng)流溫度的變化過(guò)程。模擬驗(yàn)證了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),再次表明采煤機(jī)工作狀態(tài)對(duì)風(fēng)流溫度場(chǎng)的