深井采场装配式对流-辐射制冷系统降温效果分析
韩巧云1
李谋伟1
曹轩1
杨晓杰2
李孔清1
庞杰文3
游波1
1.湖南科技大学土木工程学院,湖南 湘潭 4112012.中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京 100083;中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京 1000833.太原科技大学安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024
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,采用理论分析及计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,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: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;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;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2 000m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,充分地响应了国家绿色矿山发展战略,助力国家"双碳"目标的实现.
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计算流体力学
分类号：TD727.2(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(42202321)国家自然科学基金(42377195)国家自然科学基金(52074295)
论文发表日期：2025-10-31
在线出版日期：2025-11-18（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 201-212 )
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