论文部分内容阅读
井下高温严重影响作业人员的工作效率及身心健康,甚至会导致一些重大矿井事故的发生,给矿井安全生产及日常管理带来极大的威胁。矿井降温技术研究愈来愈成为国内外矿山安全研究的一个重要领域。矿井降温技术研究涵盖领域广阔(包括井下通风降温、人工制冷降温、局部洒水降温、局部压缩空气膨胀降温、局部进风流预冷降温等),其中以井下通风降温技术研究为主要方向。本文以矿井通风降温为目标,以富盛铅锌矿井下降温工程为主要研究对象,运用矿井通风学理论、热力学理论和空气动力学理论,首先对岩石的热力学性质进行探讨,之后对井下通风降温和局部降温的方法及其效果进行了研究及交叉对比。本文在借鉴已有研究成果的基础上,做了如下研究工作：1、本文探讨了岩石的热力学性质及其抑温方法。通过分析岩石热力学参数及其影响因素,从控制热源角度,探讨降温的机理及方法。2、本文探讨了井下通风井巷传热公式的修正公式。在局部阻力和正面阻力较大井巷,对经典井巷传热公式进行修正,使得计算原理、过程和结果更贴合实际,更有利于统筹矿井通风网络布局。同时,本文分析了缩小井巷断面以减小围岩散热与扩大井巷断面以降低风压损耗之间的矛盾。将井巷通风摩擦阻力计算公式与井巷热传导公式结合,以井巷断面周长为关联参数,尝试推导了损耗风压与井巷温度之间的关系式。在达到降温要求的前提下,该关系式为优选风机提供了一定理论依据。3、本文将井巷传热公式与自然风压计算公式结合,从深井传热角度探讨了求解自然风压的方法。当进回风井温度恒定,则自然风压趋向稳定,机械通风有利于诱导形成稳定的从入风侧向排风侧的正向自然风压,此时可以根据所求自然风压数值,适当调小扇风机功率,以达到节能目的。4、本文探讨了将热因素嵌入通风网络解算的一种方法。空气在一段井巷受热膨胀引发热阻力,本文参照井巷通风摩擦阻力及摩擦风阻的关系,通过分析热阻力计算公式,探讨热阻概念及计算公式,最后将热阻引入通风网络,分析它对网络分风的影响。5、本文分析了压缩空气膨胀降温方法在一段井巷或中段的应用,并探讨其经济效果。首先类比探讨了确定等焓线、等焓线方程以及选择压缩机最优高压点的方法；之后结合富盛铅锌矿实际,以贯穿三个中段的人行井作为研究对象,以压气膨胀为关键点,结合井巷传热方程,分两种思路研究压缩空气膨胀对一段井巷或中段的降温效果。6、本文探讨了洒水降温作业的洒水量解算方法和降温效果分析方法,并针对湿度过高的问题提出控制措施。对某些临近低温水源的热害矿井,若其取水、排水均较为方便,则可以考虑应用洒水作业实现降温目的,但洒水作业易使井内湿度过高。所以本文在探讨降温洒水量的同时,也分析了井巷湿度控制的方法。7、本文以井下通风降温为主要技术手段,辅助以局部压缩空气膨胀降温、局部洒水降温,较为综合全面地研究了富盛铅锌矿的井下高温问题。通过工程实施,全矿平均温度由33.70℃降至26.30℃；1496中段2#运输井巷温度由28.07℃降至26.89℃；人行井温度由28.0℃降至27.32℃；1550中段回采面和备采面温度保持为26.40℃,湿度保持为0.0082kg/kg;1550、1526中段运输井巷温度保持为25.40℃,湿度保持为0.0120kg-kg。井下通风降温技术在富盛铅锌矿的应用,取得了较好的降温效果。