[发明专利]一种深部矿井模拟掘进工作面降温试验装置的试验方法

说明书

一种深部矿井模拟掘进工作面降温试验装置的试验方法，所述试验方法是采用模拟试验装置实现模拟试验方法；所述模拟试验装置是在模拟掘进工作面主体结构上设置有进回风系统和降温系统，并通过数据采集及控制系统，实现深部矿井模拟掘进工作面降温试验；所述模拟试验方法是采用具体试验步骤，模拟深部高温矿井掘进工作面环境条件、进回风系统和降温系统、降温效果及参数优化，为深部高温矿井掘进工作面现场采取降温措施和参数确定提供理论依据，具有重要的科学意义和工程实用价值。

技术领域

本发明涉及一种深部高温矿井掘进工作面降温试验方法，具体是一种采用模拟试验装置进行模拟试验的方法。

背景技术

随着开采深度的增加，矿井地热、冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害日趋严重，尤其热害是深部矿井不可避免的灾害，井下高温不仅影响煤矿安全生产，而且严重威胁职工的身体健康。国内外学者在矿井热害防治方面已经做了大量的工作，并取得了很好的进展，目前实际应用的主要降温方法有非制冷降温和制冷降温两种，非制冷降温方法主要有采掘部署和调节风流，将进风巷布置在低温岩层中，将回采工作面运输平巷作为回风巷实行下行通风以利于排放运输设备放散的热量，以及增大矿井风量等；制冷降温的方法主要有井上、井下集中水冷空调系统；还有井上下混合水冷空调系统及井下分散水冷系统；现有实际应用的方法主要是针对整个采区或整个水平，为矿井大系统、大范围的降温；而矿井掘进工作面具有空间小、机电设备集中、人员少、热害严重，并且为不断前移的独头，采用局扇压入风量小、风流扩散效果差，降温效率低等特点，为了研究矿井掘进工作面降温措施及相关参数等，需要一种能够逼真模拟深部矿井掘进工作面条件及降温的试验装置，通过试验可为现场采取降温措施及相关参数的确定提供依据。

发明内容

针对上述现有技术，本发明主要解决的具体技术问题是为深部高温矿井掘进工作面提供一种采用冷介质雾化原理与装置降温的实验室试验方法。

实现上述本发明的目的是通过以下技术方案实现。

一种深部矿井模拟掘进工作面降温试验装置的试验方法，其特征在于：所述试验方法是采用深部矿井模拟掘进工作面降温试验装置，实现深部矿井模拟掘进工作面降温试验方法，具体试验方法如下：

所采用的深部矿井模拟掘进工作面降温试验装置是在模拟掘进工作面主体结构上设置有进回风系统和降温系统，并通过数据采集及控制系统，实现深部矿井模拟掘进工作面降温试验；

所述模拟掘进工作面主体结构是一矩形结构，由外至内依次设置有隔热层、热源层和散热层构成；

所述进回风系统是设置在模拟掘进工作面主体结构的后端，其中进风管位于模拟掘进工作面后端上部，其上设置有节流阀Ⅰ，并与压风装置相连通；出风口位于模拟掘进工作面后端上、中、下三个层面的中间和两侧；

所述降温系统是由制冷装置连通有冷介质管构成，冷介质管上设置有冷介质流量传感器和节流阀Ⅱ，端头安设有雾化喷嘴；

所述数据采集及控制系统，包括温度传感器、风速传感器、冷介质流量传感器、数据线和主控台，其中温度传感器和风速传感器设置在模拟掘进工作面上、中、下三个层面的中间和两侧，沿掘进工作面延伸方向均匀设置三排，冷介质流量传感器设置于制冷装置的管道上，并通过数据线与主控台连接，将采集到的温度、风速和冷介质流量信息传输给主控台，主控台通过数据线与节流阀Ⅰ和节流阀Ⅱ相连，调节其流量；

所述矿井模拟掘进工作面降温试验装置的试验方法是按下列步骤进行的：

1）测定现场掘进工作面的实际温度和风速，以此作为模拟掘进工作面的初始温度和风速，并确定所要降温的目标温度；

2）采用恒温加热装置对热源层进行加热，并打开压风装置对模拟掘进工作面通风，通过主控台实时监测并调节模拟掘进工作面的温度和风速，使其达到试验设定的初始温度和风速并保持不变；