掘进工作面热环境模拟分析：抽出式通风与热舒适性

"该研究利用流体力学和传热传质学原理，通过Airpak2.1软件对掘进作业空间的风流与围岩的热湿交换进行了数值模拟，探讨了抽出式局部通风掘进工作面的热环境特征。研究结果显示，热环境受到热负压的影响，工作面风流从风筒口到工作面区域存在风流卷吸有效区和涡流扩散区。同时，通过分析平均空气龄和PMV-PPD指标，对矿井的热环境进行了预测和评价，这些结果与实地调研数据吻合度高。" 本文主要关注的是矿井中的热环境问题，特别是抽出式局部通风掘进工作面的热环境。在矿井作业中，工作人员的安全和健康受到热环境的直接影响，因此对这一领域的研究至关重要。流体力学和传热传质学是解决此类问题的基础科学，它们被用来理解和模拟空气流动、热量传递和湿度变化等复杂现象。 文中提到的Airpak2.1软件是一个专业的环境流体动力学软件，用于模拟气流、热量和湿度的传播。通过该软件，研究人员能够得到风流的流场分布、温度场分布以及平均空气龄。流场分布揭示了空气在工作空间内的流动模式，而温度场则显示了温度如何随空间变化。平均空气龄是衡量空气在室内停留时间的一个指标，它反映了新鲜空气与人员接触的程度。PMV-PPD则是评价人体热舒适度的两个重要参数，PMV（预测平均投票）预测了人们对于环境温度的主观感知，PPD（不满意概率）则给出了不满意感的估计比例。 研究发现，抽出式局部通风方式下的掘进工作面，由于热负压的作用，形成了特定的风流流动模式。风流卷吸有效区是指风流直接作用于工作面，带走热量的区域，而涡流扩散区则是风流与围岩交互，形成涡旋，导致热量扩散的区域。这两个区域的存在对工作环境的温度和湿度有显著影响。 通过对空气龄和PMV-PPD的数值预测与评价，研究人员可以预测工作环境的热舒适度，并据此提出改善措施。研究表明，该方法的预测结果与现场实际测量数据相符，证明了该模拟方法的有效性。 总结来说，这篇研究强调了矿井热环境对工人健康和生产效率的重要性，提出了运用科学理论和专业软件来优化通风系统和改善工作环境的方法。这对于矿业行业的安全和可持续发展具有积极意义。通过深入理解并应用这些研究成果，矿井管理者可以更好地设计通风策略，降低工人因热应激导致的健康风险，提高工作效率。