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岩巷掘进工作面热环境研究

作　者: 朱庭浩
导　师: 刘泽功
学　校: 安徽理工大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 掘进工作面热害热舒适度评价通风降温
分类号: TD727
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 57次
引　用: 1次
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内容摘要

本文主要围绕掘进工作面的热环境进行研究。在介绍了掘进工作面热环境的基本内容和国内外关于掘进工作面热环境的最新研究状态的基础上分析了目前掘进工作面热环境研究所存在的不足,并提出本文研究的主要研究的内容。通过对许疃矿82下四中岩石集中巷掘进工作面进行分析,建立合理的模型,模拟出掘进工作面的温度、湿度的分布的规律。通过模拟发现温度、湿度变化主要发生在距离迎头3m范围内,其中温度上升了3℃左右,而湿度从60%明显上升到90%左右,而在距离掘进工作面大于迎头5m的回风区域内,温度、湿度变化一般不大。在通过对掘进工作面热舒适度评价指标的研究中,得出迎头区域热舒适度指标PMV大都在1.6以上,而在回风流中,PMV值一般较高在2.4以上,人普遍感觉闷热。为了研究掘进工作面的温度变化规律,特别是降温方案的提出,本文主要研究了进风温度和风量对掘进工作面温度的影响规律。通过模拟得出降低掘进工作面的进风温度对掘进工作面有着重要的影响,掘进工作面温度与进风温度呈线性的关系,当进风风量为300m3/min时,温度降低到23℃时,掘进工作面的温度就可以降低到规程规定的26℃；而增加进风风量对降低掘进工作面的温度效果并不是那么显著,增加进风风量与工作面的温度呈现出指数的关系,当进风风量较低时增加进风风量对降低掘进工作面的温度有一定的作用,但是当风量增加到一定程度的时候再增加风量对降低掘进工作面的温度就并不是那么明显了,当进风温度为300k时,当风量从逐渐增加到400m3/min左右时,掘进工作面温度下降明显,但此时若再增加风量,温度降低便微乎其微了。现场的试验以及测试的温度等数据与模拟数据相比较可以证明模拟的正确性,通过模拟得出的降温措施对热害严重的掘进工作面降温有一定的指导意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
引言  12-13
1 绪论  13-17
  1.1 概述  13-14
  1.2 国内外研究现状  14-15
  1.3 课题的提出  15-16
  1.4 主要研究内容  16-17
2 围岩与风流热湿交换理论  17-28
  2.1 围岩与风流间的热湿交换理论  17
  2.2 围岩内部的热传导  17-21
    2.2.1 傅里叶导热定律  17
    2.2.2 导热系数的影响因素  17-18
    2.2.3 导热系数的测定  18-19
    2.2.4 稳态导热与非稳态导热  19-20
    2.2.5 围岩导热的半无限大物体的假设  20-21
  2.3 围岩与风流对流换热  21-23
    2.3.1 对流换热系数的影响因素  21-22
    2.3.2 对流换热系数的计算式  22-23
  2.4 围岩与风流的不稳定换热  23-24
  2.5 围岩与风流的对流换质  24
  2.6 对流换热与对流换质之间的关系  24-28
3 掘进工作面热环境数值模拟和分析  28-46
  3.1 掘进工作面计算模型及参数  28-30
    3.1.1 掘进工作面的计算模型的建立  28-29
    3.1.2 掘进工作面热参数的确定  29-30
  3.2 掘进巷道壁面温度变化规律  30-32
    3.2.1 通风时间对巷道壁面温度的影响规律  30-31
    3.2.2 水份对壁面温度的影响规律  31-32
  3.3 风筒内部风流温度变化规律  32-34
    3.3.1 风筒的综合换热系数  32-33
    3.3.2 风筒内部温度变化规律  33-34
  3.4 掘进工作面风流流场分布规律  34-36
  3.5 掘进工作面湿度场分布规律  36-40
    3.5.1 显热比分布规律  36-38
    3.5.2 掘进工作面湿度分布规律  38-40
  3.6 掘进工作面温度场分布规律  40-43
  3.7 掘进工作面PMV分布规律  43-46
    3.7.1 PMV人体舒适度评价指标  43
    3.7.2 掘进工作面PMV分布规律  43-46
4 掘进工作面热环境影响因素分析  46-62
  4.1 风筒出风口风流的温度  46-52
  4.2 风筒出风口的风量  52-62
    4.2.1 通风降温分析  52-53
    4.2.2 掘进工作面风量对工作面温度影响模拟分析  53-62
5 现场试验及测试  62-76
  5.1 矿井地温测定与分析  62-65
    5.1.1 井下钻孔测温  62
    5.1.2 钻孔测温数据分析  62-65
  5.2 矿井大气观测及分析  65-76
    5.2.1 观测方案  66-67
    5.2.2 观测仪器  67-68
    5.2.3 测定数据结果分析  68-76
6 结论及展望  76-78
  6.1 结论  76
  6.2 展望  76-78
参考文献  78-81
致谢  81-82
作者简介及读研期间主要科研成果  82

岩巷掘进工作面热环境研究

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