“矿井热害防治与制冷降温新技术”专题
摘要：
为了缓解矿井热害问题，提出了向巷道围岩中置入冷水管，通过冷水管截流高温的方法来降低围岩温度。根据相似性原理搭建了高温围岩冷水截流降温实验系统，改变冷水流速、通入时长和围岩温度等进行实验；结合COMSOL模拟分析了冷水管不同管径、不同间距布局对巷道围岩冷水截流降温效果的影响。结果表明：其他条件不变时，围岩降温幅度随着冷水流速，通入时长以及围岩与冷水的温差的增大而增大；模拟实际巷道围岩冷水截流降温，在冷水管管径为10 cm，竖直方向间距为2.5 m时，降温后巷道壁面的平均温度为23.4 ℃。
为了缓解矿井热害问题，提出了向巷道围岩中置入冷水管，通过冷水管截流高温的方法来降低围岩温度。根据相似性原理搭建了高温围岩冷水截流降温实验系统，改变冷水流速、通入时长和围岩温度等进行实验；结合COMSOL模拟分析了冷水管不同管径、不同间距布局对巷道围岩冷水截流降温效果的影响。结果表明：其他条件不变时，围岩降温幅度随着冷水流速，通入时长以及围岩与冷水的温差的增大而增大；模拟实际巷道围岩冷水截流降温，在冷水管管径为10 cm，竖直方向间距为2.5 m时，降温后巷道壁面的平均温度为23.4 ℃。
摘要：
利用深孔、浅孔测温技术对羊场湾煤矿13采区的岩温进行测定，确定了13采区回风下山937 m高程巷道和13采区辅运下山430 m高程巷道的冷却圈范围，并利用COMSOL软件分析其围岩温度分布状况，根据测温结果验证了地面钻孔测温数据的可靠性；结合地面钻孔测温数据和深孔、浅孔测温结果，明确了地温梯度及热害区域，为后序的热害治理提供了依据。
利用深孔、浅孔测温技术对羊场湾煤矿13采区的岩温进行测定，确定了13采区回风下山937 m高程巷道和13采区辅运下山430 m高程巷道的冷却圈范围，并利用COMSOL软件分析其围岩温度分布状况，根据测温结果验证了地面钻孔测温数据的可靠性；结合地面钻孔测温数据和深孔、浅孔测温结果，明确了地温梯度及热害区域，为后序的热害治理提供了依据。
摘要：
为探究热力学理论对应用于创造矿下人工环境的涡流管制冷特性的影响，基于涡流管的能量交换和分离的原理，利用热力学第一定律和热力学第二定律的理论，分析涡流管内部流体热力学特性，探求冷、热流体能量分离机理，获得其制冷特性；利用三维的流体域耦合方法，建立的连续-非连续模型，通过不同数学模型和不同计算方法的计算，与Aljuwayhel的实验结果进行对比，以制冷效应差异作为判定指标，确定了使用SIMPLEC算法实现压力和速度耦合变量的分离求解，采用各向异性的雷诺应力RSM湍流模型最为精准，计算得到制冷效应偏差在12%以内；涡流管内流场的分析可知，管内的流体速度、流体压力、温度流场分布与基于热力学设计的理论基本相符，模拟的管内内部流体温度分离引起的静温变化是由流体热量和功转换所引起的结论，验证了涡流管内部能量传递过程。
为探究热力学理论对应用于创造矿下人工环境的涡流管制冷特性的影响，基于涡流管的能量交换和分离的原理，利用热力学第一定律和热力学第二定律的理论，分析涡流管内部流体热力学特性，探求冷、热流体能量分离机理，获得其制冷特性；利用三维的流体域耦合方法，建立的连续-非连续模型，通过不同数学模型和不同计算方法的计算，与Aljuwayhel的实验结果进行对比，以制冷效应差异作为判定指标，确定了使用SIMPLEC算法实现压力和速度耦合变量的分离求解，采用各向异性的雷诺应力RSM湍流模型最为精准，计算得到制冷效应偏差在12%以内；涡流管内流场的分析可知，管内的流体速度、流体压力、温度流场分布与基于热力学设计的理论基本相符，模拟的管内内部流体温度分离引起的静温变化是由流体热量和功转换所引起的结论，验证了涡流管内部能量传递过程。
摘要：
提出了一种避难硐室相变储能墙体蓄热控温的方法，即常规状态下矿井压风、储能墙体相变蓄冷，发生矿难时墙体相变吸热的耦合控温方法；将硅藻土基相变材料作为储能骨料添加物制备复合水泥砂浆后敷设到避难硐室墙体，达到控温效果。试验结果显示：当储能骨料掺入量为15%，活性炭的掺入量为6%，制备的复合水泥砂浆可适应用到避难硐室的储能墙体结构中，改善避难硐室内热环境。
提出了一种避难硐室相变储能墙体蓄热控温的方法，即常规状态下矿井压风、储能墙体相变蓄冷，发生矿难时墙体相变吸热的耦合控温方法；将硅藻土基相变材料作为储能骨料添加物制备复合水泥砂浆后敷设到避难硐室墙体，达到控温效果。试验结果显示：当储能骨料掺入量为15%，活性炭的掺入量为6%，制备的复合水泥砂浆可适应用到避难硐室的储能墙体结构中，改善避难硐室内热环境。
摘要：
为探究煤矿热动力灾害的研究动态，基于信息可视化的角度，以2002—2021年间CNKI数据库中已发表的2 845篇该领域相关论文为数据源，利用CiteSpace对发文量、作者、机构、关键词等进行科学计量分析。研究表明：煤矿热动力灾害的研究总体呈缓慢增长、稳步增长、稳定发展3个阶段；邓军、王德明、余明高、文虎等学者为该领域的主要核心作者，中国矿业大学、西安科技大学、辽宁工程技术大学、中国矿业大学（北京）等为该领域的主要研究机构；热点关键词主要聚焦于瓦斯爆炸、煤自燃、数值模拟、采空区等；该领域的研究重点主要体现在煤的自燃特性研究、煤矿瓦斯爆炸研究，其中数值模拟是重要的研究手段；目前对于煤矿热动力复合灾害和灾害监测预警方面的研究较少，今后可加强对这2方面的研究。
为探究煤矿热动力灾害的研究动态，基于信息可视化的角度，以2002—2021年间CNKI数据库中已发表的2 845篇该领域相关论文为数据源，利用CiteSpace对发文量、作者、机构、关键词等进行科学计量分析。研究表明：煤矿热动力灾害的研究总体呈缓慢增长、稳步增长、稳定发展3个阶段；邓军、王德明、余明高、文虎等学者为该领域的主要核心作者，中国矿业大学、西安科技大学、辽宁工程技术大学、中国矿业大学（北京）等为该领域的主要研究机构；热点关键词主要聚焦于瓦斯爆炸、煤自燃、数值模拟、采空区等；该领域的研究重点主要体现在煤的自燃特性研究、煤矿瓦斯爆炸研究，其中数值模拟是重要的研究手段；目前对于煤矿热动力复合灾害和灾害监测预警方面的研究较少，今后可加强对这2方面的研究。
摘要：
针对煤矿掘进工作面高温多湿的问题，对掘进工作面热量分布规律展开研究，对比分析焓差法和西格玛热差法计算供风量；基于此，科学制定机械制冷降温方案，并采用数值模拟方法对降温效果进行了验证。结果表明：西格玛热计算供风量较传统焓差法更为精确，可以为高温热害巷道提供更合理的供风方案，具体为22.4 kg/s，即1 041.6 m3/min；RWK350空冷器在常见的10 m与15 m 2种风筒出口位置均可实现有效降温，满足《煤矿安全规程》规定的要求，改善掘进巷道热环境。
针对煤矿掘进工作面高温多湿的问题，对掘进工作面热量分布规律展开研究，对比分析焓差法和西格玛热差法计算供风量；基于此，科学制定机械制冷降温方案，并采用数值模拟方法对降温效果进行了验证。结果表明：西格玛热计算供风量较传统焓差法更为精确，可以为高温热害巷道提供更合理的供风方案，具体为22.4 kg/s，即1 041.6 m3/min；RWK350空冷器在常见的10 m与15 m 2种风筒出口位置均可实现有效降温，满足《煤矿安全规程》规定的要求，改善掘进巷道热环境。
摘要：
以粉煤灰陶粒、玄武岩纤维、膨胀蛭石作为掺量制备了适应于矿井围岩隔热的水泥砂浆试件，通过正交试验来确定隔热砂浆中3种掺量的最优配比，并对最优配比下的隔热砂浆进行抗压强度和导热系数测定。实验结果显示：当粉煤灰陶粒掺量为96%，玄武岩纤维掺量为16%，膨胀蛭石掺量为16%时，此时试件性能最为优越。
以粉煤灰陶粒、玄武岩纤维、膨胀蛭石作为掺量制备了适应于矿井围岩隔热的水泥砂浆试件，通过正交试验来确定隔热砂浆中3种掺量的最优配比，并对最优配比下的隔热砂浆进行抗压强度和导热系数测定。实验结果显示：当粉煤灰陶粒掺量为96%，玄武岩纤维掺量为16%，膨胀蛭石掺量为16%时，此时试件性能最为优越。
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