汝城干热岩地热资源研究

 汝城热水镇出露98℃天然热泉,该地区深部干热岩地热资源相当可观。通过大量钻孔地温测量和大地热流测试等勘探工作,评估了该地区干热岩地热资源的基本情况。勘探结果表明,研究区内平均地温增温梯度为18.7℃/100 m,最高值达35.2℃/100 m,主要高温钻孔的大地热流量介于60~170 MW/m²,地热资源较为可观。该地热田的热源来自深部岩浆余热,热储主要是F₁、F₃断裂带上盘及其他次级断层派生的密集裂隙系统。区内热水河以东花岗岩体为浅部水热热储盖层;热水河以西震旦系的板岩为深部热源盖层。模拟结果表明,研究区地热田热储层下底面温度为260℃,热储层上顶面温度为255℃,热储层以上厚度为3500~4000 m。汝城地区热储埋藏深度较浅,热储温度较高,是较好的干热岩开发靶区。     

煤矿深部开采综采工作面高温问题的解决方案探讨

随着技术水平的提高,煤矿的开采深度不断增大,地温也随之升高,热害日益增大,严重影响井下职工的健康和采掘工效。煤矿深井降温技术正成为国内外煤矿研究的一个重要课题。治理热害应首先探明热源,然后根据热害类型及程度进行综合治理。本文分析矿井高温的热源组成,分类讨论解决矿井高温的可行性方案。     

单井循环地下换热系统CFD模拟研究

为了探索循环单井、抽灌同井和填砾抽灌同井的系统特性,本文利用已验证的数值模型,通过改变初始地温和热源井抽水流量分析各系统的影响情况,并研究了这3种单井循环地下换热系统含水层压力场变化和抽水流量对填砾抽灌同井含水层温度等值线运移的影响.结果表明,提高初始地温能够显著提高热源井的抽水温度和累计取热量,填砾抽灌同井所受影响最大;增大抽水流量使得3种热源井的抽水温度降低,换热量显著增加;当抽水流量从0.34m~3/h增大到0.96m~3/h,3种热源井的累计取热量分别增加2 725.2、3 569.8和3 606.9kJ;当抽水流量为0.96m~3/h时,抽灌同井和填砾抽灌同井的累计取热量分别为循环单井的1.5倍和1.7倍.循环单井的压力场分布呈现"漏斗形",抽灌同井和填砾抽灌同井的压力场,均被含水层中心线处的压力等值线分为上下两个半"椭圆形".     

高地温隧道隔热层方案优化设计及应用——以尼格隧道为例

为优化高地温隧道隔热层的设计及应用方案,以红河州建(个)元高速公路尼格隧道为工程背景,采用正交试验及数值模拟相结合的方法,研究了隧道风速、导温系数、围岩温度和隔热层的厚度对隧道内环境温度的影响。结果表明：夹心式硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层对降低高地温隧道内环境温度有显著的作用,影响隧道内环境因素的顺序为隧道内风速、围岩温度、导温系数和隔热层的厚度;导温系数为0.02 W/(m·K)、厚度为5 cm的隔热层敷设方案,可将尼格隧道内的环境温度控制在31.45℃以下。该研究结果可为优化高地温隧道的隔热层设计提供参考。     

地温场分布特征及控制因素研究——以遵义地区为例

本文以遵义市地热勘查区为研究对象,根据对钻孔测温数据进行计算,得出了遵义地区(水平及垂直)地温场的变化特征,并分析了遵义地区地温场分布的控制因素。研究结果表明该地区地温场平面变化为由东向西呈逐渐升高趋势,自北向南呈近等值区分布;在垂直方向上温度随深度的增加而增加,岩性发生变化,地温梯度随之变化。遵义地区地温场变化及地温异常主要受该地区地质构造、地层岩性、水动力作用、及放射性元素的影响。     

水火弯板数值模拟中热源模型参数研究

水火弯板热源热流密度模型的选取和定义,是水火弯板数值模拟中一个关键问题．采用高斯分布热流密度模型对水火弯板中的气体火焰热源展开了研究,利用实验和数值模拟相结合的方法,通过在一定范围内调整热流密度模型中的热源半径r和热效率η等参数．使数值计算的温度场分布趋近于实验测量的温度场分布,确定了水火弯板热源热流密度模型．在一定丙烯流量范围内,分析了热源半径和热效率的插值偏差对计算结果的影响,结果表明该模型能够满足水火弯板数值计算的精度要求．算例验证了该热源模型在有限元计算中的可靠性．     

石阡县中坝地热矿水控矿条件初探及建议

通过对石阡中坝地热矿区大地构造背景和小构造环境分析,认为该热矿水主要受红石断裂、石阡断裂带的联合控制,其形成原因是地下水经深部循环加热而成,热源主要是正常地温梯度之下地壳内部放射性元素（u238、u235、Th232、K40等）衰变时释放的巨大热能。     

江西省地热资源形成与分布特征浅析

江西省地热资源的分布与地质构造格局、地热背景和区域水文地质条件有着密切的关系,该研究文从江西省所处基本构造格架着手,分别对隆起山地对流型和沉降盆地传导型地热资源的形成及其特征进行了分析。研究表明隆起山地对流型地热带明显受断裂构造带的控制。其特征是无近代火山、岩浆活动,大地热流为其主要增温热源,地温梯度属于正常值或略高,温泉温度的高低主要取决于地下水的循环深度和径流排泄条件。而沉积盆地传导型地热资源,热储层主要为中新生代碎屑物质组成的孔隙性,渗透性储层和红层基底碳酸盐岩岩溶化后构成深部储层。资源补给条件差,迳流途径短,多呈隐伏排泄,地温梯度属正常地温增温,低热背景。     

陇东地热系统初步分析及平凉地热开发可行性探讨

甘肃陇东地区属鄂尔多斯盆地西南部,赋存白垩系自流盆地型和奥陶系碳酸盐岩岩溶型地下热水。本文从基底构造、深部构造、盆地结构、地温场特征对地热赋存条件、影响温度的因素和热源机制进行了分析,由于奥陶系碳酸盐岩古岩溶发育,是很好的热储层,据此对平凉地热开发可行性及前景进行探讨。     

高地温隧道衬砌结构设计探讨及施工技术

现场测试结果显示,拉林铁路桑珠岭隧道地温最高达86.7℃,高地温对衬砌结构的力学特性和耐久性的影响不容忽视.依托拉林铁路桑珠岭隧道工程,采用现场实测和数值模拟相结合的方法,研究了温度和隔热层对衬砌受力特性的影响,并对桑珠岭隧道高地温段施工技术进行介绍.研究结果表明:不考虑温度影响时,隧道支护结构衬砌内力偏小,衬砌安全系数偏大;隔热层的设置改善了衬砌结构的受力,二次衬砌轴力和弯矩显著减小,但其分布特征相似;工程现场所采取的超前地质预报、爆破控制和环境温度控制是确保高地温隧道施工安全的有效措施,确保了桑珠岭隧道准时开通.     

埋深对井巷温度场分布影响的研究

为解决深部开采带来的热害问题,基于地质学和热力学理论,建立了热害矿井巷道温度场的数学模型,并对其进行了数值模拟分析,初步研究了巷道内部温度场随埋深的变化规律。计算结果表明,巷道温度场对埋深敏感,温度场的变化符合由快到慢的变化规律,温度随埋深的增加而呈阶段性递增,这对于矿井热害的综合治理具有重要意义。     

井巷多断面岩层热传递方式与深井热环境动态分析

确定井巷风流热量来源及关键地点温度变化、热增量与损失量,并以之为依据有针对性地开展深井气候调节是通风工程需要解决的关键问题之一.通过改进传统的傅里叶导热模型,建立了基于通风井巷实际断面形状的三维热传导模型,针对不同井巷断面形状确定了反映流速与流量状态的动量相关的计算边界条件,并结合时间参数揭示了岩层内部导热以及井巷岩壁与气流间的热交换规律,建立了湿壁面与气流间的热湿传导方程.在此基础上,构建起国内某大型深井金属矿山井下通风系统,获得了关键地点的温度、湿度、热量等参数的走势和变化特点,为矿山开展深井气候调节与控制奠定了基础.     

深部矿井季节性通风风流与围岩换热特性

 针对矿井通风入口风流季节性差别大的现象,对不同季节通风巷道风流温变规律进行现场测试,建立巷道围岩-风流换热的数学物理模型,数值模拟通风风流与围岩的换热特性。研究结果表明,风流在煤巷中流动过程中不断与围岩进行热交换,进而导致风流温度不断升高,但在工作面段风流升温缓慢,数值计算结果与实测结果相吻合。不同季节通风巷道内风流升温效果差别明显,入口风流温度越低,风流在巷道内流动相同距离时,温度越低,但温升越大。     

半无限大物体中的移动热源导热

利用镜像法和热源函数法对移动热源在半无限大物体中的热传导问题进行了分析,得到了壁面绝热和壁面恒温时常功率平面移动热源在半无限大物体和表面有散热的半无限长细杆中形成的温度场的精确解。     

巷道掘进热害及其防治

深井巷道掘进工作面,温度一般均超过“煤矿安全规程”的规定.高温不但影响工人身体健康,而且降低了劳动生产率,并使事故增加.本文分析了产生高温的原因,并提出了防热降温措施.     

数控机床进给系统热源发热率辨识与热误差预测

数控机床进给系统具有热源多且各热源发热率时变性强的特点.但以往研究对各热源发热率的时变性关注较小,因此很难实现丝杠温升和热误差的精确预测.本文将Monte Carlo(MC)模拟集成FEM方法捕获到进给系统各热源的发热率,进而确定了各热源发热率占系统总发热率的比例——分配比随系统运行时间的变化规律.然后,基于进给系统各热源的发热率分配比,提出利用进给系统伺服电机的力矩电流计算各热源发热率的方法.最后,基于一维热传导方程的有限差分法,提出了丝杠温升和热误差的数值预测模型,并利用试验验证了模型预测的精确性.     

东海煤矿195队高温防治浅谈

鸡西矿业集团东海煤矿195采煤队处于标高-700m以上,地表垂深达1000多米,矿井热害明显显现。在热害调查方面：利用了浅孔测温的方法测量原岩温度,利用多功能探头测量空气参数。经过数据分析对195采煤队的热害防治工作提出了可行性方案,为东海矿的热害处理提供了依据。     

低温环境下煤表面吸附的均匀性试验

 等量吸附热是表征固体表面吸附非均匀性的重要参数.采用高低温吸附仿真实验装置,对九里山无烟煤、新元贫煤、潘北气肥煤进行瓦斯吸附测试,通过计算等量吸附热与吸附量的关系,探讨从常温(30、20℃)降至低温(-10、-20、-30℃)对煤表面不均匀性的影响.结果表明,不同变质程度煤的瓦斯吸附量都随温度降低而增大;在常温时(30、20℃)煤的等量吸附热随吸附量的增大而减小,表明煤表面能量是不均匀的.降温至-10、-20、-30℃时煤的等量吸附热几乎和吸附量无关,表明煤表面是均匀的.煤吸附瓦斯理论Langmuir 方程在低温环境(0℃以下)更加适用.     

热害矿井气流与围岩热交换的数值模拟

为了研究热害矿井中的气流与围岩热交换问题,基于热力学理论建立了气流与围岩热交换的数学模型,并采用METLAB对数学模型进行求解。计算和实验对比结果表明,在通常情况下闹岩中温度场和温度矢量的分布是对称的,气流速度会明显影响温度的分布．但不会改变温度场的对称分布状态。巷道的温度会随着气流速度的增加而降低,但并没有急剧减小,因此风速的确定应与矿井通风相结合。     

金刚煤矿矸石山煤矸石自燃机理分析

通过对金刚煤矿矸石山各类煤矸石样的H2O2氧化升温速率实验、实气氧化升温速率实验研究和对矸石山各类煤矸石各种形态硫的定量分析,以探索金刚煤矿矸石山煤矸石的自燃发火机理,从分析可见金刚煤矿矸石山煤矸石中硫铁矿含量很高,而硫铁矿中FeS2被空气中的氧气氧化并释放出大量的热量。热量不断积累、蓄热,当热量蓄累到一定温度时,煤矸石中的挥发分析出并着火燃烧,从而导致矸石山煤矸石的自然。