姬建虎,廖 强,胡千庭,褚召祥,张习军,龚林平

(1.重庆大学工程热物理研究所,重庆 400044;2.中国煤炭科工集团重庆研究院瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037)

热害矿井掘进工作面换热特性

姬建虎1,2,廖 强1,胡千庭2,褚召祥2,张习军2,龚林平2

(1.重庆大学工程热物理研究所,重庆 400044;2.中国煤炭科工集团重庆研究院瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037)

为量化热害矿井掘进工作面的换热特性,根据其通风和换热特点,以掘进工作面冲击射流换热系数的影响因素关联式为基础,结合工程实践中常见参数对换热系数影响因素进行了1∶1的ANSYS数值模拟试验和1∶3的室内相似模拟实验。结果表明:模拟和实验结果在数值范围和变化趋势两方面吻合程度都较高。对数值模拟和实验结果进行回归分析,得到了掘进工作面冲击射流换热系数影响因素关联式的具体形式。数值模拟和实验结果回归分析式的相关系数分别为0.925和0.944。

热害矿井;掘进工作面;换热系数;相似实验;回归分析

随着浅部煤炭资源的逐渐减少甚至枯竭,地下开采的深度越来越大[1],矿井进入深部开采后,普遍面临着高温热害的问题[2－3],为解决矿井高温热害问题,首先需要计算井下各种热源(如围岩散热、机电设备散热、空气压缩热、氧化散热等)的散热量,根据散热量进而确定主要需冷地点(采掘工作面)所需降温冷负荷,才能为矿井降温系统及方案的选择提供决策依据[4],热害矿井的主要热源中围岩散热计算最为复杂[5],其关键在于围岩和风流之间的换热系数难以确定,尤其是掘进工作面围岩和风流的换热系数。……