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随着浅地表煤炭资源的日益枯竭,我国的煤炭资源已转向深部开采。随着矿井开采深度的不断增大和采掘机械化程度的不断提高,矿井热害现象日益严重,已经成为制约我国深部矿井安全高效生产的突出性问题。矿井热害防治已成为我国煤炭行业亟需解决的重大课题。 本文首先阐述了矿井主要热源的类型与分布情况,并在风流热力参数现场实测的基础上,采用分区段计算法对高温采煤工作面内热源的散热量进行了计算,得出了工作面内各热源的散热量及散热比例,系统地研究了矿井回采工作面的热源分布规律。 在理论分析的基础上,运用流体动力学分析软件FLUENT建立了回采工作面风流速度场与温度场分析的数学与物理求解模型,对工作面风流的速度场、温度场进行了数值模拟,通过实测数据验证了该模型的科学性与可靠性,得到了工作面风流速度与温度的分布规律,分析了入口风流热力参数的变化对工作面温度场的影响,并对工作面的降温效果进行了模拟分析;介绍了采煤工作面需冷负荷的计算方法(正向计算法与反分析计算法)与空冷器有效位置的确定方法,分析了工作面供风量与冷负荷的关系,在此基础上进行了回采工作面降温技术研究,并对降温系统冷凝热的排放进行了简要说明。根据济宁三号煤矿井下实际条件提出了具有针对性的采煤工作面降温方案,并通过方案的实施,有效地改善了井下工作环境,降温效果显著。