高温矿井回采工作面热环境与数值模拟研究

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1、硕士学位论文高温矿井回采工作面热环境与数值模拟研究申请人姓名：江凌枝指导教师：袁东升教授学位类别：工学硕士专业名称：供热、供燃气、通风及空调工程研究方向：空调系统设计及设备开发河南理工大学安全科学与工程学院二〇一二年六月万方数据河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示

2、了谢意。本人学位论文与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河南理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权书。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日万方数据中图分类号：TD727密级：公开UDC：

3、622单位代码：10460高温矿井回采工作面热环境与数值模拟研究ThermodynamicEnvironmentandNumericalStudyinStopingFaceofHighTemperatureMine申请人姓名江凌枝申请学位工学硕士供热、供燃气、通空调系统设计及设备学科专业研究方向风及空调工程开发导师袁东升职称教授提交日期2012.4答辩日期2012.6河南理工大学万方数据致谢值此论文完成之际，谨向尊敬的导师袁东升教授表示衷心的感谢！本论文的工作自始至终都是在袁老师的亲切关怀和悉心指

4、导下完成的。在论文的选题、研究和撰写过程中得到了老师精心指导和帮助，袁老师严谨求实的学风、朴素的生活作风、乐观向上的精神、高尚的人格魅力和诲人不倦的长者风范使我受益匪浅。在此，谨向导师致以最崇高的敬意和最衷心的感谢！感谢河南理工大学对我的培养和教育！感谢安全学院各位领导和老师在我研究生期间给予我的关心和帮助！感谢各位授课老师的谆谆教导和无私奉献！感谢帮助我的所有同学及老师！感谢朱坤飞师弟在现场的辛苦测试工作！特别要感谢我的家人，在家庭及困难的情况下，还一如既往的支持我，他们不求回报的爱时时激励着我

5、，鼓舞着我，没有他们就没有我的一切！再次向导师致以最崇高的敬意和最衷心的祝福，祝愿导师身体健康、阖家欢乐！感谢本文所引用参考文献的所有作者们。感谢各位专家、教授在百忙之中评阅本文，对论文中的不足之处提出批评、建议。祝你们好人一生平安！万方数据摘要随着煤矿开采深度的不断延伸，高温热害已经成为制约矿井安全生产的突出问题。回采工作面是煤矿生产的主要地点，也是高温矿井热害问题最严重的地方。围岩(煤壁、顶底板)、采煤机散热是导致回采工作面热害的主要原因。由于回采工作面断面形状极不规则，导致风流在回采空间中产

6、生许多小涡流，加上在风流路径上存在有热源，且与热源发生强烈热质交换，使得风流温度已经超过《规程》中的相关安全规定，严重影响到了工人的身体健康和生命财产安全，为此研究风流在回采工作面的流动过程中，温度变化规律对热害控制显得非常必要。本文采用现场实测和数值模拟方法以平煤八矿丁5.6-11210工作面为研究对象，研究围岩(煤壁、顶底板)和采煤机散热时风流温度分布变化情况。论文以此为工程背景，在经过现场风流参数实测的基础上，对丁5.6-11210工作面的热源参数和风流热力参数进行了分析和计算，从而找到了对

7、丁5.6-11210工作面高温影响的主要热源，以及各主要热源在回采空间的分布规律；然后又对围岩(煤壁、顶底板)与风流之间的换热系数进行了计算。经过对工作面热源的定量计算分析，采煤机对工作面风流的影响最大；在现场，随着采煤机的不停工作，在工作面上设5个测点同时测量温度，进而得到采煤机在顺风流和逆风流工作时，回采面各测点的温度变化趋势。基于动网格模型，建立了回采空间采煤机在顺风流和逆风流状态的数值模型。结合数值模拟结果与井下实测数据，分析了回采工作面风流温度的变化过程。模拟验证了现场实测，再次表明采煤

8、机工作状态对风流温度场的影响起到很大影响。关键词：高温矿井；回采工作面；风流参数；热环境；数值模拟I万方数据II万方数据ABSTRACTWiththecontinuousextensionofthecoalminingdepth,heatinjuryhasbecomeaprominentproblemofconstrainedmineproductionsafety.Miningfaceisthemainlocationofthecoalproduction,hightempera