深部矿井热环境研究：现状、挑战与未来

"姚韦靖，庞建勇．我国深部矿井热环境研究现状与进展［J］．矿业安全与环保，2018，45(1):107－111．文章编号:1008－4495(2018)01－0107－05" 我国深部矿井的热环境问题日益突出，由于矿井深度增加，地温升高、机械设备发热等因素导致矿工工作环境恶化，这对矿井的安全与效率产生了严重影响。近年来，针对这一问题的研究取得了一定的进展。 一、深部矿井热源的研究 研究表明，深部矿井的热源主要包括以下几个方面： 1. 围岩：随着深度增加，围岩温度升高，成为矿井内部的重要热源。 2. 机电设备：运行中的机械设备产生大量热量，加剧了井下的热环境。 3. 空气压缩：压缩空气在释放过程中会产生热量。 4. 运输：运输过程中的摩擦和制动也会产生热量。 5. 氧化：矿石氧化反应产生的热量不容忽视。 6. 水：地下水的加热和循环也是矿井热害的一个来源。 7. 大气：外界空气进入井下时，可能带入的热量。 二、井下热环境的研究 1. 理论研究：通过理论模型探讨井下热传递机制，理解不同热源间的相互作用。 2. 数值计算：运用计算机模拟技术，预测和分析井下温度分布和变化趋势。 3. 室内试验：通过实验室模拟，验证和优化理论与计算结果，为现场应用提供依据。 三、热环境评价 目前，对井下热环境的评价主要包括对温度、湿度、风速等参数的监测，但评价指标仍有待完善，以更全面地反映矿工的工作舒适度和健康状况。 四、未来研究方向 1. 热源耦合作用：未来的研究需要更深入地探讨多个热源之间的耦合作用，以便更准确地预测井下风温。 2. 大尺度相似模型试验：通过构建更大规模的相似模型试验，可以更好地模拟现场条件，为实际操作提供指导。 3. 评价指标完善：开发和完善热环境评价指标体系，以提高评价的科学性和实用性。 深部矿井热环境的研究不仅关乎矿工的生命安全和工作效率，也关系到矿山企业的可持续发展。因此，这一领域的研究将继续深化，以应对不断升级的热害挑战。