采煤工作面局部空间温湿度变化研究

摘要

随着科学技术的发展，矿井开采深度不断增加，井下热害越来越严重。矿井降温主要包括冷源、输配、末端等部分，其中末端在节能中具有重要的地位。末端降温采用的是混合通风方式，但这种方式对整个采煤工作面狭长空间的降温，具有能耗高、效果差等问题。现有的降温技术和降温方式，难以解决采煤工作面整体的热害问题，这样严重制约了煤矿的安全生产，成为一个亟待解决的课题。
　　本文通过对现有采煤工作面降温技术方案的分析与对比，得出采煤工作面局部降温技术为一种更为有效、节能的技术方案;另外分析矿井中的热湿源以及矿井热环境对舒适度的影响，确定采煤工作面局部空间降温的最佳送风位置为人体的胸部。
　　研究局部空间温湿度分布规律，通过实验与模拟得出，在背景风流条件下侧边送风的局部空间内温度的分布出现分层现象，侧边送风的湿度和风速对局部空间的降温范围有较大的影响，温度对降温范围影响较小。
　　通过湿空气的热力参数关系式，对单一风口送冷量的计算，得出了局部空间需冷量的计算公式。比较整体降温和局部降温优劣，得出局部降温方式比整体降温有更大的能源利用率。
　　运用大型有限元模拟分析软件ANSYS对采煤工作面局部空间降温进行模拟，建立采煤工作面局部空间降温数学、物理模型，对降温的局部空间速度场、温度场和湿度场进行模拟，得到局部空间风流速度衰减变化与温湿度变化规律，确定了采煤工作面局部降温的最佳送风角度。采煤工作面局部降温是目前采煤工作面降温可供选择的一种思路。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外矿井降温技术研究

1．3 本课题的研究内容及方法

1．4 本章小结

2 采煤工作面降温

2．1 现有的矿井降温技术方案

2．2 矿井热源分析

2．3 矿井湿源分析

2．4 热环境对舒适度的影响

2．5 本章小结

3 局部空间温湿度分布规律研究

3．1 气流组织形式

3．2 局部空间内温度分布规律实验研究

3．3 局部空间内温湿度分布规律模拟研究

3．4 本章小结

4 采煤工作面需冷量计算

4．1 湿空气的热力学计算

4．2 采煤工作面整体降温与局部空间降温

4．3 采煤工作面整体降温与局部空间降温优劣对比

4．4 本章小结

5 采煤工作面局部空间降温的模拟分析

5．1 采煤工作面基本情况介绍

5．2 模型的建立及边界条件的施加

5．3 模拟分析

5．4 本章小结

6 主要结论与工作展望

6．1 主要结论

6．2 创新点

6．3 工作展望

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献