高温矿井热害治理与废热利用综合技术研究

本文以安徽朱集西矿为研究对象,研究高温矿井热害治理与废热利用综合技术,该技术综合热泵技术和井下制冷降温技术,在进行矿井热害治理的同时,充分回收高温矿井废热,将高位热害变成煤矿供热资源,既降低了井下降温负荷和运行成本,又将能量回收利用替代锅炉热源,节能、减排。     

剑斗矿区井温异常现象原因探讨

通过对剑斗矿区煤矿生产矿井井温的观测纪录,得到矿区南北矿段矿井井温的不同特点.分析矿区地质构造和水文地质特征,探讨矿区北块段井温异常原因.提出降温措施建议,改善井下作业环境.     

透平膨胀制冷在高温矿井降温中的应用

高温矿井独头掘进工作面的高温热害问题,严重影响掘进工程作业进度,危害工人的身体健康,目前所采用的降温措施效果都不理想。首次提出利用井下作业所用高压空气作为制冷工质,通过透平膨胀机等熵膨胀降温,来达到降温除湿的目的。所设计的系统流程简单,技术可靠,对于解决井下高温热害问题具有重要的实用意义。开展等熵膨胀制冷技术用于井下空调系统的研究,也具有重要的学术价值。     

透平膨胀制冷在高温矿井降温中的应用

高温矿井独头掘进工作面的高温热害问题，严重影响掘进工程作业进度，危害工人的身体健康，目前所采用的降温措施效果都不理想。首次提出利用井下作业所用高压空气作为制冷工质，通过透平膨胀机等熵膨胀降温，来达到降温除湿的目的。所设计的系统流程简单，技术可靠，对于解决井下高温热害问题具有重要的实用意义。开展等熵膨胀制冷技术用于井下空调系统的研究，也具有重要的学术价值。     

煤矿井下热害分析与风流温度预测

针对矿井热害问题,在统计国内外矿井产生热害原因的基础之上,分析得到风流与围岩热交换及风流压缩放热是大多数矿井产生高温的主要因素.通过对巷道围岩温度场的解析和干燥巷道风温的预测,进一步指出了井下风流温度的分布规律,从而为制定矿井降温措施提供可靠的理论依据及必要的基础资料.     

降温系统季节性制冷能力不足解决方法应用研究

针对赵楼煤矿已安装的井下集中式冷水降温系统,采用统计学方法分析了其季节性制冷能力不足的问题,提出了一种利用矿井余热在矿井井口为矿井全风量降温的系统与方法,地面设置制冷机组,以矿井水作为冷热源,制出低温冷媒水,通过空气冷却器将空气冷却并输送至井下采掘工作面,最终达到降温目的,同时具备矿井冬季供暖功能;设计并安转了无动力换热装置和井口自动门封闭系统。实测应用效果表明:在测试路线上,湿度降幅约15%,温度降幅在4~5℃,下井口由32℃降到20℃以下,工作面进风26℃以下,实现了矿井进风全风量降温,达到治理高温热害的目的。     

矿用降温服性能试验研究

为了解决煤矿热害损伤矿工身体,影响煤矿安全生产的问题,研究设计了矿用降温服(含降温帽)。通过实验室基础研究、人工气候仓模拟、正交试验和两淮部分高温矿井井下现场应用等手段,对其性能进行了综合试验。结果表明:受试者试验前后血清中的乳酸脱氢酶、肌酐、尿素、钠离子、钾离子等生化指标发生了明显改变,说明湿热环境下人体肝脏、肾脏、心脏等功能受到了损害;因此,降温服不仅使人体热感觉及热舒适性明显好转,而且对于人体机能所受到的危害在一定程度上也得到了缓解,为煤矿井下高温环境作业的工人提供了高温保健作用。     

高温矿井冰制冷降温系统经济性

结合平煤六矿矿井热害及其地面制冰-井下降温系统,以热力学为基础,采用(火用)方法分析该降温系统的热经济性,并运用技术经济学分析该降温工程投资的可行性.研究表明:地面制冰-井下降温系统中融冰池(火用)损失最大,冰在融化过程存在相变,相当一部分高品质的能量在发生相变时损失掉,降低了融冰池后输冷环节能量的品质;利用价值型经济评价指标对该降温系统进行了评价,得出该降温系统是可行的.研究成果对热害治理及降温系统改造提供了依据.     

大采深大型矿井井下降温设计研究

本文以朱集西矿这种典型的大采深、地温高、机电设备散热量大,热害程度严重的大型矿井为研究对象,提出地面两级制冷,大温差输送冷量,采用高低压换热器解决高静压的方法,解决了这类高温矿井排热困难,大采深矿井静水压大的难题,提出了采用国产设备解决大型高温矿井井下降温的设计方法。     

基于Ventsim对平煤四矿后期通风改造方案优化分析

随着平煤四矿三水平采区开拓向下部进行,戊煤采区继续北部延伸。原有的通风系统不合理性显现。在测定平煤四矿全矿井通风阻力的基础上,利用Ventsim建立的平煤四矿全矿井三维可视化模型,对四矿后期的开拓提出的方案进行逐一分析,对其通风阻力变化、通风安全管理可行性分析、经济合理性论证。最终根据分析结果选择最优方案作为四矿后期改造方案,这对于节约成本,提高矿山安全管理,准确定量通风核算,加快矿山数字化建设具有重要意义。     

Use of booster fans in underground coal mining to advantage

A booster fan is an underground main fan which is installed in series with a main surface fan and used to boost the air pressure of the ventilation to overcome mine resistance.Currently booster fans are used in several major coal mining countries including the United Kingdom,Australia,Poland and China.In the United States booster fans are prohibited in coal mines although they are used in several metal and non-metal mines.A study has been undertaken to examine alternatives for ventilating an underground room and pillar coal mine system.A feasibility study of a hypothetical situation has shown that current ventilation facilities are incapable of fulfilling mine air requirements in the future due to increased seam methane levels.A current ventilation network model has been prepared and projected to a mine five years plan.“Ventsim visual” software simulations of different possible ventilation options have been conducted in which varying methane levels are found at working faces.The software can also undertake financial simulations and project present value total costs for the options under study.Several scenarios for improving the ventilation situation such as improving main surface fans,adding intake shafts,adding exhaust shafts and utilizing booster fans have been examined.After taking into account the total capital and operating costs for the five years mine plan the booster fan scenarios are recommended as being the best alternatives for further serious consideration by the mine.The optimum option is a properly sized and installed booster fan system that can be used to create safe work conditions,maintain adequate air quantity with lowest cost,generate a reduction in energy consumption and decrease mine system air leakage.     

矿山的复合场理论、一体化模型及可视化技术

从矿山工程数字化及可视化的角度,提出了矿山复合场的概念及其内涵.基于矿山数字化和信息技术现状及发展趋势,阐述了建立矿山复合场的一体化数字模型的意义.面向"数字矿山"技术发展和系统建设的需求,归纳了矿山复合场的三维可视化仿真的研究内容和关键技术.以矿山复合场的钻孔、矿体和井巷工程子集为具体研究对象,建立了基于WEB的钻孔、矿体和井巷工程的三维可视化仿真系统原型,举例说明了构建矿山复合场的一体化数字模型和发展矿山复合场的三维可视化仿真系统的前景.     

井下避难硐室温湿度分布及耦合机理研究

为提高避险人员的生存舒适品质,建立基于密闭小空间的载人试验,对人体热舒适的温湿度耦合影响进行了定量分析和研究,验证了避难硐室配置制冷除湿装置的必要性,并对硐室内温湿度的主要扰动源进行分析和计算.采用CFD技术,构建了氧气瓶供氧时的避难硐室三维模型.模拟结果表明:无空调时避难硐室温湿度在9h内能达到33℃,90%,即人体闷热的环境条件;通过制冷除湿装置能有效地将其控制在30℃,83%以下.通过现场载人试验,验证了数值模拟的可靠性,并得硐室内温度达到28℃时,相对湿度应控制在80%以下.为避险设施设计提供指导性依据.     

埋地管道泄漏三维大地温度场仿真分析

考虑管道泄漏后渗流场与温度场耦合,建立了埋地管道泄漏前后的三维大地温度场的物理模型及数学模型,给出了合理的热力学及流体力学边界条件.采用FLUENT软件进行埋地管道泄漏前三维稳态温度场的数值模拟,在此基础上进行了埋地管道发生点泄漏的三维瞬态温度场的数值模拟.研究结果表明:埋地管道泄漏,大地温度场变化非常明显,泄漏点附近形成相当大的泄漏热影响区,该特征为光纤光栅温度传感技术及热红外技术检测埋地管道泄漏提供了理论依据.     

基于COMSOL软件的深埋地下工程围护结构热湿耦合传递模拟

围护结构内的热湿耦合传递是影响地下工程热湿负荷的重要因素,为了研究深埋地下工程中围护结构的热湿行为,通过建立热湿耦合传递模型,以两种衬砌结构为研究对象。在进行热湿传递模拟时,为体现含湿量对材料导热性能和传湿性能的影响,模型中将建筑材料的各项参数均表示为含湿量的函数。利用COMSOL Multiphysics的偏微分方程接口,模拟围护结构的热湿吸放过程,并比较两种衬砌结构的热湿传递规律。模拟结果表明:围护结构的热湿负荷变化略滞后于工程内部空气的温湿度的变化过程;离壁式衬砌结构的热负荷远小于贴壁式衬砌结构;离壁式衬砌中的空气夹层能有效增加围护结构的热阻,但是会降低围护结构的传湿阻力;离壁式衬砌结构和室内空气的传湿量略小于贴壁式衬砌结构,两者相差大约30%;离壁式衬砌更能够减小深埋地下工程的热湿负荷,降低工程能耗水平。     

温升对水雷主装药安全性影响的数值模拟

以水雷主装药的热刺激安全性因素为研究对象,选用RDX基PBX炸药作为主装药,通过Fluent软件进行仿真计算,着重分析烤燃过程中温升和装药尺寸对炸药热爆炸的影响规律,为提高水雷主装药安全性能提供了有效的依据。研究结果表明:恒温烤燃时随着温度的上升,炸药的爆炸延滞期呈指数形式下降;炸药装药的点火温度与升温速率无关,随升温速率的提高,炸药爆炸延滞期呈现非线性下降趋势;不同升温速率下,随着装药尺寸的变大,点火位置逐渐从中心移动到药柱边缘处,随着升温速率的增加,点火时间逐渐降低,且装药直径对点火时间基本无影响,点火温度先降低后升高,装药直径与点火温度为非线性关系。     

基于B/S模式的矿井及典型灾害仿真系统框架与原型

针对数字矿山的发展与建设需要,以面向对象的思想,设计了一个基于Web的矿井及典型灾害三维仿真系统的框架结构.该系统框架包括核心功能模块、数据管理模块和辅助模块等三个功能模块.基于Web技术和可视化技术,形成了一套面向浏览器/服务器(B/S)模式的矿井及典型灾害三维仿真系统实现技术.运用这些技术,通过对某金矿实际数据的采集和处理,实现了基于B/S模式的地表地形、矿体及井巷工程仿真.     

露井联采下边坡体变形机制的研究

在露天和井工同期开采下,因边坡体处于井工开采的影响范围内,两种采动效应互相扰动、互相叠加和互相影响,从而构成了复合叠加的作用,边坡体的变形表现为露天和井工两种采动效应叠加的变形机制。以紫金山金铜矿露井联采实例为工程背景,应用Midas GTS软件建立露井联采作用下边坡体三维分析模型,并采用FLAC3D数值模拟软件对三维模型进行数值分析,通过研究各个开采阶段露天边坡体的水平位移、下沉值及应力值,总结露井联采下边坡体的变形机制。     

关中盆地混合地下热水化学成分的随机模拟

以水文地球化学理论和水文随机模拟技术为基础,利用水文地球化学模拟方法对关中盆地混合地下热水中主要离子与主要离子总含量TDI的关系进行分析,采用最小二乘法及根据残差的偏态系数进行参数估计以确定最适线性方程定量模拟关中盆地水化学场的混合作用对水化学成分的影响.研究结果表明:关中盆地地下热水中的主要离子矿化度与TDI之间具有...     

三维地震勘探在新疆戈壁区的应用及研究

本文以新疆某煤矿在戈壁区的三维地震勘探为例,阐述了在戈壁区进行野外数据采集、资料处理和资料解释中所采用的主要技术措施及取得的地质成果。经井下巷道资料验证,三维地震的勘探精度较高。