巷道圍巖調(diào)熱圈變化規(guī)律及對散熱量的影響.pdf

1、隨著我國煤炭開采深度的不斷加大，深井地熱所造成的礦井高溫問題越來越嚴峻，巷道圍巖溫度場分布及散熱量的計算一直是礦井降溫研究領域沒能很好解決的難題。本論文主要針對高溫深井熱害問題，通過對巷道圍巖非穩(wěn)態(tài)導熱理論進行分析，以龍固煤礦輔二大巷（標高-810m）圍巖溫度場為研究對象，采用理論分析與數(shù)值模擬相結合的研究方法，對地熱型高溫礦井巷道圍巖溫度場及調(diào)熱圈進行模擬研究。采用ICEM軟件建立巷道圍巖溫度場模型，采用ANSYS-CFX軟件進行數(shù)值

2、模擬，將模擬結果與理論計算結果進行比較，證明了模擬結果的可靠性。在此基礎上，分析了巷道圍巖溫度場的動態(tài)分布規(guī)律，巷道圍巖壁溫及圍巖調(diào)熱圈厚度隨通風時間的變化規(guī)律，確定了龍固煤礦輔二大巷圍巖調(diào)熱圈的穩(wěn)定時間為30年，半徑為80m。
　　分別模擬了典型巷道在不同進口風溫、風速及原始巖溫條件下，圍巖溫度場的動態(tài)分布情況，歸納總結了各種因素對圍巖溫度場分布、巷道壁溫及調(diào)熱圈厚度的影響規(guī)律:巷道進口風溫的變化對調(diào)熱圈半徑及其穩(wěn)定時間的影響較

3、小;進口風速的變化對圍巖溫度場分布及調(diào)熱圈半徑的影響甚微，對壁溫的變化有一定的影響，但影響較小;原始巖溫對調(diào)熱圈穩(wěn)定時間影響較小，對調(diào)熱圈半徑的影響較大，原始巖溫越高，調(diào)熱圈半徑越大。
　　最后將模擬研究的結果應用于巷道圍巖散熱量的計算，根據(jù)模擬得出的巷道壁溫及調(diào)熱圈厚度，結合傳熱學知識，采用實證分析和對比研究的方法，對各種已有圍巖散熱量計算方法的可靠性進行驗證。通過對比求證得出，本文提出的利用復合傳熱法求得的圍巖散熱量與實際測算

4、的散熱量更為接近，計算方法可靠，滿足工程實際應用需要。采用基爾皮切夫不穩(wěn)定熱交換系數(shù)法求得的散熱量偏小;采用對流換熱系數(shù)法和分時段不穩(wěn)定熱交換系數(shù)法求得的散熱量偏大。通過巷道圍巖溫度場的模擬，不僅能夠得到不同通風時間內(nèi)的巷道壁溫、圍巖調(diào)熱圈厚度，而且還能通過簡單的傳熱學計算求得不同通風時間內(nèi)巷道圍巖的散熱量，從而可以清楚地觀察到圍巖散熱量隨通風時間的變化規(guī)律。該方法簡單實用，而且可以避免對流換熱系數(shù)法計算結果的隨意性，為圍巖散熱量的計算