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深井掘进巷道热灾害预测模型研究
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摘要
随着矿井开采深度的增加,我国矿井热灾害呈现出两种基本现状:热害矿井越来越多;单个矿井热害越来越严重。这不仅严重威胁着矿井工人的身心健康、降低工作效率,而且容易导致矿井安全事故。因此,分析矿井热害成因、掌握影响矿井高温的因素及其作用机理,建立深井热害预测方法,以便采取有效的降温措施,从而缓解井下高温状况,改善矿工作业环境就显得极为迫切,且具有重要的现实意义。
     本论文以掘进巷道为研究对象,采用数学分析的方法,运用热力学与传热学基本原理,首先对井下热源及其对风流温升的影响做了详细分析,并根据巷道热交换过程中的热力平衡关系,建立了巷道内风流热平衡微分方程式;然后以该方程式为基础,结合掘进巷道等湿增焓等实际特征,分析其热交换过程,建立了掘进巷道内风流热平衡方程,通过解算得到了局部通风机出口、风筒出口及掘进头的风温计算模型;最终以平煤二矿庚_(20)-21010机巷为实例,计算巷道内各断面的风温,并与实测数据进行比较,验证了热害预测模型的可靠性。
With the increase of mining depth, the mine heat-calamity of our country shows two basic situation: one is that heat-calamity mine becomes more and more, and the other is that heat-calamity of the single mine becomes more and more serious. It is not only threatening the physical and mental health of the miners, reduce the efficiency of them, but also leading to mine safety accidents easily. Therefore, analyzed the cause of coal heat-calamity, grasped its influencing factors and principles, set up the heat-calamity prediction methods of deep shaft, so as to take effective cooling measures, alleviate the high-temperature situation, improve the miners' operating environment, all of these become extremely pressing, and have important practical significance.
     This paper targeted drivage roadway to study object, used mathematical analysis methods, applied the Principle of thermodynamic and heat transfer, firstly, analysised the heat source and its affect in deep mine detailed, and according to heat balance of laneway's heat exchange process, established the heat balance differential equation of air flow in the laneway; And then based on this equation, combined the actual features of drivage roadway, analysised its heat exchange process, established the heat balance equation of air flow in drivage, Solved the calculation model of the ventilator's outlet, windsail's outlet and drivage head; Finally, as G_(20)-21010 laneway in PingMei an example, calculated the air temperature of each Section, and contrasted with the measured data, authenticated the reliability of heat-calamity prediction model.
引文
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