均匀供冷采煤工作面送风器的布置

采用压缩空气均匀供冷降温的采煤工作面,送风器的布置间距和数量直接影响着采煤工作面的降温效果。对于高温采煤工作面降温后的面内温度变化范围可取为26℃±1℃,采煤工作面上送风器的布置间距和数量取决于降温后的温度变化范围和采煤工作面的的热力状况,作者导出了送风器布置间距和数量的有关计算公式。采煤工作面采用均匀供冷的降温方式,能在工作面全长上获得较均匀的温度分布,从而有利于改善工作面的降温效果。     

采煤工作面非均匀环境营建技术

为了解决采煤工作面冷损大,降温费用高,降温效果不理想的问题,提出了采煤工作面非均匀环境营建技术,研究了跟随工人旋转的跟踪型小型空冷器,提出了有效空冷空间和无效空冷空间的概念,确定了采煤工作面非均匀环境营建技术需冷量的计算公式。对某采煤工作面需冷量进行了计算,结果表明:传统降温方式需冷量为227.7 k W,采煤工作面非均匀环境营建技术需冷量为108 k W,1个采煤工作面每年可节省51.7万元降温费用。     

基于Fluent的独头巷道通风降温的数值模拟研究

基于独头巷道的特点和有限空间的受限贴附射流理论,建立了独头巷道压入式受限贴附射流通风降温的数学模型。采用Fluent软件对入风流在巷道内速度场的分布及在不同风速下巷道内的温度场的分布进行数值模拟。结果表明在风速为5m/s,送风温度为25 ℃时,较好的改善了巷道内的热环境。     

永川煤矿通风系统优化的降温效果分析

为了从通风系统优化的角度来分析高温矿井采煤工作面的降温效果,从而论证增风降温的可行性,采用FLUENT软件数值模拟和风温预测程序预测2种方法,分析了永川煤矿采煤工作面低风速状态下(2.6 m/s)和极限风速状态下(4.0 m/s)工作面的风流温度变化情况,得出在风量较小、风速较低(3 m/s)的情况下,增加风量对改善工作面的气候条件有明显的效果;当风速在3.1~3.8 m/s之间时风量已经接近限值,增风降温的空间不大。此时增加风量对风流温度的影响基本上可以忽略,只能通过机械制冷降温的方式解决工作面的高温热害问题。     

基于Fluent的独头巷道通风降温的数值模拟研究

基于独头巷道的特点和有限空间的受限贴附射流理论,建立了独头巷道压入式受限贴附射流通风降温的数学模型。采用Fluent软件对入风流在巷道内速度场的分布及在不同风速下巷道内的温度场的分布进行数值模拟。结果表明在风速为5m/s,送风温度为25℃时,较好的改善了巷道内的热环境。     

压入式局部通风掘进巷道内热环境数值模拟研究

采用三维k-ε紊流模型,利用Fluent软件模拟了2种风筒送风方式下,压入式局部通风掘进工作面风流与巷道围岩的热交换过程,得到了掘进巷道内速度场、温度场以及人体热舒适指标(PMV～PPD)分布图.计算结果表明,边长为0.7m的风筒、风速6m/s和空气温度20℃的送风方式,较其它送风方式能为矿工提供更好的热舒适工作环境;在掘进巷道同一截面不同高度的温差小于3℃;在掘进巷道内人体活动区域预测平均投票数平均值低于0.5,预测不满意百分数平均值小于20%,靠近掘进巷道侧风速较大,人体有吹风感.在满足人体热舒适的条件下,采用较大直径送风筒和相对较低的送风速度的送风方式有利于气流组织对有害物质的稀释和排出.     

综采工作面热舒适性及通风效率研究

综采工作面三维空气湍流流动采用Realizable k-ε数学模型,并结合Fluent软件分析了高温高湿综采工作面环境热舒适性和通风效率.由此总结出送风速度0.5＜v＜4.0 m/s,22℃送风参数和送风速度4 m/s,25℃送风参数能较好的满足人体热舒适性;空气龄在同一垂直面的人体不同高度处分布是一致,且随着送风速度的增大而减少;综采工作面空气流动能较好的将有害污染物排出,由于在工作面的顶板处形成了小的涡旋,有害物容易在此处形成聚集,易于引发危害.     

基于热舒适方程的矿井热舒适性研究

基于热舒适方程和评价指标,在矿井热环境舒适性评价研究中,首次将空气干球温度、相对湿度、风速3个参数综合起来,评价矿井热环境的热舒适性,结果表明,在满足一定矿井热环境相对湿度和风速的条件下,可以把煤矿井下工作面的干球温度提高到27℃,并且得出在这3个基本参数共同作用下对人体热舒适性影响的变化规律,在此基础上参照ASHRAE公布的焓湿图,添加风速参数绘制出矿井热环境的人体热舒适区域。热舒适区域80%～100%的相对湿度适用于煤矿井下实际条件,1～4m/s的风速满足《煤矿安全规程》的规定。研究得出的矿井热舒适区域可作为矿井降温和矿井热环境评价的标准。     

回采工作面温度场分布及人体热舒适的数值模拟研究

基于三维k-ε湍流模型,利用Fluent软件模拟了高温高湿回采工作面中的热环境.并根据热舒适性的评价指标PMV-PPD(Predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied)对巷道中热环境进行预测和评价,给出了高温高湿回采工作面中的速度场、温度场、热舒适性指标PMV、PPD分布图.结果表明:当入口空气速度0.5≤v≤1.0m/s时,送风温度在18≤t≤22℃比较合适.当入口空气速度1.0v4m/s时,以22℃送风时人体有吹风感,但是人体处于-1≤PMV≤+1舒适范围,能满足矿工的热舒适要求.高温高湿回采工作面通过优化送风速度和送风温度,可满足井下作业人员的热舒适性要求,同时达到节约能源目的.     

基于FLUENT的掘进作业面通风降温数值模拟研究

掘进作业面是矿山开采的主要工作面之一,研究高温矿井掘进作业面通风降温,可为井下深部开采通风系统的设计提出理论依据。根据空气动力学、流体力学和传热学等理论,利用FLUENT软件,在不同送风风速下对巷道内的温度场的分布进行数值模拟研究。结果表明,送风风速是影响巷道内温度场分布的重要因素之一,巷道围岩温度为35℃,在入口风温为20℃,风速为6 m/s,模拟得到掘进迎头处的温度在26℃左右,在距离掘进2 m的区域内的温度都在28℃以下,基本满足安全规程要求,当风速增加到10 m/s时,可更有效的带走迎头岩壁的热量,通风降温效果越好。