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作者
韩巧云 李谋伟 杨晓杰 李孔清
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单位
湖南科技大学土木工程学院隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室中国矿业大学(北京)中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院太原科技大学安全与应急管理工程学院
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摘要
人工制冷降温技术是目前深井热害治理的最有效的方法之一。目前降温方法以全空气型降温为主导,暴露出降温效果“近冷远热”、能耗巨大等诸多问题,与国家绿色矿山发展战略相悖离。装配式对流-辐射制冷系统是一种集支护-降温为一体的局部降温装置,可安装在工作面需冷区域,营造局部舒适热环境。为了研究装配式对流-辐射制冷系统的降温效果,采用理论分析及CFD模拟方法,得到系统供冷量的数学模型;分析系统降温机理,优化运行工况;以张双楼矿7119工作面为例对系统的降温效果展开了评价。结果表明:(1)装配式高温矿井对流-辐射降温系统与侧帮支护系统结合,可实现巷道开采、支护与环境改善同步进行,提高生产效率与环境舒适度。(2)装配式高温矿井对流-辐射降温系统最优运行工况为:冷媒流速为0.2 m/s,入口风速为0.6 m/s,出风口高度设定为60 mm,系统供冷量为269 W。(3)装配式高温矿井对流-辐射降温系统的降温效果(满足舒适需求)相较巷道全空气型降温方法提高了31%,可满足采深2000m以内采场的适应性工人舒适环境需求,系统能够最大程度保证矿工的热安全。与此同时,可根据现场的降温需求,调整设备安装间距,进行局部环境控制,极大程度节约降温能耗。该研究可用于指导矿井采场的局部环控、智能少人工作面高效精准降温、矿工职业健康保障,充分的响应了国家绿色矿山发展战略、助力国家双碳目标的实现。
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关键词
深部矿井装配式对流-辐射制冷系统降温效果湿黑球温度(WBGT)计算流体力学(CFD)
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文章目录
0 引 言
1深部矿井采掘工作面装配式对流-辐射制冷系统降温机理
1.1. 装配式对流-辐射制冷系统介绍
1.2. 装配式对流-辐射制冷系统降温机理
2 深部矿井采场装配式对流-辐射制冷系统性能分析
2.1 研究思路
2.2 模型建立及方法
2.2.1 模型假设
2.2.2 模型建立及求解
2.2.3 网格无关性分析
2.3 深部矿井采掘工作面装配式对流-辐射制冷系统性能分析
2.3.1 计算工况的选择依据
2.3.2 冷媒流速、进风速度对系统供冷能力的影响
2.3.3 风流出口高度对系统供冷能力的影响
2.3.4 不同热力学参数对设备供冷能力敏感性分析
3 深部矿井采掘工作面装配式对流-辐射制冷系统降温效果分析
4 结 论
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引用格式
韩巧云,李谋伟,杨晓杰,等.深井采场装配式对流-辐射制冷系统降温效果分析[J/OL].煤炭科学技术,1-14[2025-01-25].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20250123.1538.005.html.