一种金属矿山深部开采掘进巷道热湿交换的模拟测试方法

摘要

本发明公开了一种金属矿山深部开采掘进巷道热湿交换模拟测试方法，它包括专用的模拟测试平台、操作实施步骤。所述的模拟测试平台是由模拟巷道、巷道热源模拟装置、巷道内湿度环境模拟装置、巷道内新风风质模拟装置、巷道降温制冷模拟装置及风流参数测控元器件组合构成。实施步骤为：已知掘进巷道内热源和送入新风的送风参数，确定制冷机组工况；验证理论推导的制冷机组的参数。本发明为研究独头巷道内空气的热-湿交换提供现场真实热湿交换环境，与理论计算形成相互补充的体系，能够较好的验证理论计算出的各项参数是否可靠，提高了理论计算的可靠度，对于解决目前深井开采面临的热害问题具有很好的现实意义推广应用价值。

主权项

一种金属矿山深部开采掘进巷道热湿交换模拟测试方法，其特征在于包括专用的模拟测试平台、操作实施步骤；所述的模拟测试平台是由模拟巷道、巷道热源模拟装置、巷道内湿度环境模拟装置、巷道内新风风质模拟装置、巷道降温制冷模拟装置及风流参数测控元器件组合构成：所述的模拟巷道为现场实际独头掘进巷道进行等比例缩小的上、下、左、右和一端封闭的长方体洞室，自外向内分别为保温层（9）、加热层（8）、岩石层（7）；所述的巷道热源模拟装置由设置在加热层（8）上的电加热膜（5）、与电加热膜（5）相连的加热控制装置（10）构成；所述的巷道内湿度环境模拟装置由安装在模拟巷道内的加湿器管（6）、与加湿器管（6）相连接的温度环境加湿器（11）共同构成，加湿器管（6）上设有多个喷头；所述的巷道内新风风质模拟装置由送风风机（12）、加湿器（11´）、电加热器（14）、新风风管（16）顺序连接构成，新风风管（16）的出气端插入到模拟巷道内；所述的巷道降温制冷模拟装置由制冷机组（1）、冷风风机（12´）、空冷器（4）、循环管路、冷风风管（15）构成，冷风风管（15）的进气端与空冷器（4）相通，冷风风管（15）的出气端插入到模拟巷道内，在制冷机组（1）与空冷器（4）之间的循环管路上分别设有阀门（2）、冷冻水泵（3）；所述的风流参数测控元器件为冷风风管（15）上安装的压力传感器（A）、在新风风管（16）内安装的风流温湿度传感器（B）、风流速度传感器（C），以及在模拟巷道内部每隔一段距离设置的风流温湿度传感器（B）和风流速度传感器（C）组合构成；所述的温度环境加湿器（11）为超声波加湿器；所述的加湿器（11´）为超声波类加湿器；所述的电加热器（14）采用智能型的电加热器；在巷道降温制冷模拟装置的循环管路上还分别安装空冷器进口侧温度传感器（D）、流量计（G），在冷风风管（15）上安装空冷器出口测温度传感器（E）；在送风风机（12）与电加热器（14）之间的管路上还设有风机挡板（13）；所述的操作实施步骤为：1）已知掘进巷道内热源和送入新风的送风参数，确定制冷机组工况：①调节该模拟测试平台中的加热控制装置（10）和温度环境加湿器（11）的控制装置，模拟出巷道内的原始热环境，并保持相关参数不变；②调节该模拟测试平台中的巷道内新风风质模拟装置，包括送风风机（12）风量、电加热器（14）和加湿器（11´）的控制装置，模拟出巷道实际的送风参数，并保持相关参数不变；③调节制冷机组的参数，包括冷风风机风量和制冷机组制冷量，同时采集巷道内的温湿度和风速；④通过不断调整制冷机组的参数来实现巷道内温湿度和湿度达到预定的目的，最终确定制冷机组的具体工况；2）验证理论推导的制冷机组的参数：①调节该模拟测试平台中的加热控制装置（10）和温度环境加湿器（11）的控制装置，模拟出巷道内的原始热环境，并保持相关参数不变；②调节该模拟测试平台中的巷道内新风风质模拟装置，包括送风风机（12）风量、电加热器（14）和加湿器（11´）的控制装置，模拟出巷道实际的送风参数，并保持相关参数不变；③按照理论推导的制冷机组的参数调节制冷机组，包括冷风风机风量和制冷机组制冷量；④采集巷道内空气的温、湿度和风速，验证推导的理论是否正确。