山东济三煤矿热环境参数分析及通风降温可采深度研究.pdf

山东科技大学
硕士学位论文
山东济三煤矿热环境参数分析及通风降温可采深度研究
姓名:李学武
申请学位级别:硕士
专业:矿业工程
指导教师:刘先贵;崔洪义
20041001
炉坠訾剖黑舞笋监睢苢。摘要,。疢,一在煤矿开采过程中,随着矿井采深的增加和采掘机械化程度的不断提高,深井高温热害已经成为制约煤矿安全开采的重大问题之一,严重危害矿工的身体健康,制约矿井生产效率的进一步提高。本研究课题就是基于我国深矿井高温问题的现状,特别是济三煤矿的生产实际而提出的。在这种情况下,开展矿井热害的调查,正确分析热害产生的原因,准确地划分热害等级,采取有效措施进行矿井通风降温,确定矿井可采深度的各项研究为矿井安全有效地生产提供良好的工作环境和科学的技术管理依本文从理论上分析了影响矿井热害产生的各主要热环境参数因素及其相互作用机理。基于《煤矿安全规程》的规定,通过对济嚎蟮厝茸纯龅牡鞑椋?缶群治理提供了可靠的基础。由测定结果,对济嚎笕然肪巢问蟹治龅贸鱿募疚饕采区出现较严重的热害。随西翼采深的加大,井巷全年的风流放热,夏季西翼采区的热害将更加严重。在现场具体实施效果中,采用非制冷的通风措施,比人工制冷降温措施的成本大幅度降低,其经济社会效益显著。依据矿井通风降温可采深度的基本原理,结合西翼采区巷道及工作面设备设施具体的工程条件及热力参数情况,进行矿井通风量及降温可采深度的预测设计。由“风流通过井巷的热力学模拟原理”分别得出相对热源和绝对热源的放热量总相对热源放热量为:绝对热源放热量总和为:按热力学因素确定矿井风量的关系式:由“确定矿井通风降温可采深度的基本数学模型”得出计算通风降温可采深度的掘。和。山东科技大学工程硕士学位论文摘要
日:—/—猳乙家籦/.一般关系式:关键词:通风降温可采深度热害治理深钻孔测量绝对热源相对热源山东科技大学工程硕士学位论文摘要
琧出...琲,,.山东科技大学工程硕士学位论文摘要,,瑆琫.,’.琣琱,瑆瓸,,:’
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认弘别呼李孳文鹳●争≯≯驴矿尹./明士尸公认的文献外,全部是本人在导师指导下豹研究成果。该论文资料尚没有呈交本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文,除了所列参考文献和世所于其它任何学术机关作鉴定。稠期士硕名生日,甌:
,深井高温热害已经成为制约煤矿安全开采的重大问题之一,专家认为未来矿山的极限开采深度将取决于矿井降温技术和装备的发展水平。我国煤矿大约以每年米左右的速度向下延伸,近年来我国高温矿井的数目日益增多,而且热害程度日趋严重。据不完全统计,目前我国国有重点煤矿采深大予的矿井有多处,最深矿井已超过延喽钥缶鱿至瞬煌程度的热害,其中有对矿井采掘工作面的气温超过。俊R虼耍鹘诤透纳瓶缶气候条件已经成为我国煤矿安全生产中的一个重要课题。地壳表层的温度受地面温度的影响呈周期性的变化,但这种影响随着深度的增加而逐渐减弱的。到一定深度,这种影响基本消失,从而地温保持恒定。地温常年保持恒定的带称为恒温带。在恒温带以上,地温受太阳辐射热的影响而具有周期性的变化规律,故称为变温带。在恒温带以下,地温的变化受大地热流场的影响,随着深度的增加而不断增温,故称为增温带。恒温带则是变温带与增温带的分界面。由于恒温带的深度大都只有十余米或数十米,而矿井生产的深度大都为数百米,甚至超千米,远远深于恒温带的深度。随着采深的增加,地温也逐渐的升高,当地温超过某一温度时,就将引起矿井高温热害问题⋯。因此可以说,高温热害是矿井生产向深部发展过程中不可避免的问题。造成矿井气温升高的热源很多,主要有相对热源和绝对热源。相对热源的散热量与其周围气温的差值有关,如高温岩层和热水散热;绝对热源的散热量受气温影响较小,如机电设备、化学反应和空气压缩等热源。井下适宜温度为~。就世界范围看,矿井高温热害的主要因素有地热、采掘运机电设备运转时放热,运输中的矿物和矸石放热,以及风流下流时自压缩放热等四大热元。就个别矿山而言,矿内高温水涌出、强烈氧化等也可能形成该矿高温热害的主要因素。地下热水涌出,地下水易于流动,且热容量大,是良好的热载体。井下热水通过两个途径把热量传递给风流:其一,岩层中的热水通过热对流作用,加热了井巷围岩,围岩再将热量传递给风流;其二,热水涌入巷道中,直接加热风流。山东科技大学工程硕士学位论文
当堡翌垫至兰王堡婴兰兰竺笙兰严重危害工人身体健康和生产效率。充州东滩煤矿井深的地温为—℃,建井度多在一阄麓露仍荚,地温梯度—℃/。井深的地温可达—℃,出现二级热害矿井。掘面回风的风温达到—℃,最高。鱿纸涎现氐娜群ΑS绕涫撬嫖饕聿缮罴哟螅析预计采面温度全年平均将达到