雙壓入貼附送風(fēng)在高溫巷道掘進(jìn)中的降溫規(guī)律研究*

劉哲偉，聶興信，高趙祥，程 平

(西安建筑科技大學(xué) 資源工程學(xué)院，陜西 西安 710055)

0 引言

隨著金屬礦山的開(kāi)采作業(yè)逐步向深部轉(zhuǎn)移，掘進(jìn)巷道熱害問(wèn)題越來(lái)越顯著，嚴(yán)重影響了工作人員的身體健康和工作效率，制約工程正常進(jìn)展[1-2]。因此，對(duì)于高溫掘進(jìn)巷道的降溫研究極為迫切。多年來(lái)，眾多學(xué)者對(duì)高溫掘進(jìn)巷道的冷負(fù)荷預(yù)測(cè)和熱害控制措施進(jìn)行了研究。郭平業(yè)等[3]通過(guò)實(shí)測(cè)巷道溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)，利用熱力學(xué)原理建立反向分析開(kāi)采工作面冷負(fù)荷計(jì)算模型；亓玉棟[4]基于對(duì)礦井采掘面降溫需冷量影響因素及其變化規(guī)律的研究，提出了動(dòng)態(tài)冷負(fù)荷的概念；龍滕滕等[5]模擬計(jì)算壓入和抽出2種通風(fēng)方式下高溫掘進(jìn)巷道內(nèi)氣流的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和PMV場(chǎng)，表明壓入式通風(fēng)克服了抽出式通風(fēng)氣流紊亂的缺點(diǎn)，其速度場(chǎng)分布符合受限貼附射流規(guī)律；向立平等[6]對(duì)掘進(jìn)工作面熱環(huán)境溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬研究，得出壓入式通風(fēng)在滿(mǎn)足通風(fēng)量要求時(shí)將送風(fēng)溫度設(shè)為20 ℃并增大風(fēng)筒直徑降低風(fēng)速可更好地滿(mǎn)足降溫需求；杜翠鳳等[7]通過(guò)通風(fēng)降溫實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)增加巷道風(fēng)量可以降低溫度，但隨風(fēng)量的增加降溫效果不再明顯；解彬等[8]建立雙風(fēng)筒通風(fēng)降溫模型，研究掘進(jìn)面壓入式通風(fēng)下巷道溫度場(chǎng)的分布；張瑞明等[9]通過(guò)研究掘進(jìn)巷道壓入式通風(fēng)下回風(fēng)側(cè)溫度通風(fēng)降溫時(shí)間的變化規(guī)律，得出不同通風(fēng)參數(shù)下大致規(guī)律，通風(fēng)6 min時(shí)氣溫迅速降低，12 min后氣溫雖然降低但降溫梯度大幅減??；田龍等[10]通過(guò)在掘進(jìn)巷道入口處增設(shè)導(dǎo)風(fēng)設(shè)施將巷道風(fēng)流引入掘進(jìn)巷道建立無(wú)局部風(fēng)扇的節(jié)能降溫模型。

上述研究多針對(duì)壓入式通風(fēng)降溫場(chǎng)景，由于金屬礦山在掘進(jìn)爆破過(guò)程中產(chǎn)生大量炮煙粉塵，為提高除塵效率，礦山現(xiàn)廣泛采用抽壓混合局部通風(fēng)方式[11]，但抽壓混合模式下的掘進(jìn)巷道降溫很少有人研究。本文針對(duì)增強(qiáng)抽壓混合通風(fēng)降溫效果的問(wèn)題，提出雙壓入式混合貼附送風(fēng)模式，利用FLUENT數(shù)值模擬軟件研究混合通風(fēng)條件下雙貼附送風(fēng)在掘進(jìn)巷道中的適用性及雙壓入式混合通風(fēng)送風(fēng)參數(shù)對(duì)降溫效果的影響。

1 雙壓入式混合通風(fēng)降溫方案設(shè)計(jì)

河南某礦山巷道掘進(jìn)采用抽壓混合式局部通風(fēng)，實(shí)測(cè)巷道圍巖溫度高達(dá)39 ℃(312.15 K)，巷道內(nèi)空氣溫度高達(dá)34 ℃(307.15 K)。為能夠有效治理1 118 m坑口礦井井下巷道熱害問(wèn)題，本文在單抽壓混合通風(fēng)方式環(huán)境下，添加降溫調(diào)節(jié)風(fēng)筒形成雙壓入混合送風(fēng)模式用于降低巷道高溫危害，改善作業(yè)環(huán)境。

1.1 雙風(fēng)筒貼附送風(fēng)降溫原理

雙壓入式抽壓混合通風(fēng)中，壓入風(fēng)筒1布置高度為1.8 m，位于巷道豎壁與拱頂拐角處，壓入風(fēng)筒2布置高度1.05 m，位于壓入風(fēng)筒1下方，雙風(fēng)筒送出的風(fēng)流與巷道豎壁面及上拐角壁面貼附程度高，可提高風(fēng)流的輸送距離[12]，從而將更多冷風(fēng)輸送到掘進(jìn)作業(yè)面附近提高冷量利用水平。抽出風(fēng)筒及壓入風(fēng)筒1直達(dá)掘進(jìn)工作面，用于調(diào)節(jié)冷風(fēng)輸送位置的壓入風(fēng)筒2布置于適當(dāng)工作范圍處。2壓入式風(fēng)筒分工不同，其中布置于掘進(jìn)面的風(fēng)筒1服務(wù)于掘進(jìn)面的降溫工作，布置于中間位置的壓入風(fēng)筒2則增加了冷風(fēng)作用距離，使得冷量利用水平提升。若將用于提高冷風(fēng)利用的風(fēng)筒2也布置于掘進(jìn)工作面，則相當(dāng)于增大壓入風(fēng)筒直徑，無(wú)改進(jìn)意義，且過(guò)多冷量將增強(qiáng)圍巖與風(fēng)流的熱交換，造成冷量的浪費(fèi)，風(fēng)量過(guò)高亦不利于除塵工作，可能導(dǎo)致巷道局部范圍內(nèi)二次揚(yáng)塵[13]。用風(fēng)筒2將風(fēng)流送到掘進(jìn)巷道的作業(yè)需求地點(diǎn)，既能保證抽壓混合通風(fēng)的除塵工作，又可降低掘進(jìn)作業(yè)范圍的溫度，從而改善作業(yè)環(huán)境。

1.2 降溫通風(fēng)計(jì)算及模型建立

模型采用寬3 m，高2.8 m的三心拱掘進(jìn)巷道，總斷面積S為7.83 m2，雙風(fēng)筒送風(fēng)位置如圖1～2所示，井下空調(diào)制冷系統(tǒng)采用立柜式風(fēng)冷空調(diào)主機(jī)，其制冷量可達(dá)8～200 kW；DBKJNO-6/15 kW 型對(duì)旋式局部通風(fēng)機(jī)壓入式風(fēng)機(jī)2臺(tái)、抽出式風(fēng)機(jī)1臺(tái)，送風(fēng)風(fēng)量 0.5～4 m3/s；自掘進(jìn)工作面起取40 m長(zhǎng)的巷道作為模擬區(qū)域，降溫范圍為工作面30 m。壓入風(fēng)筒采用柔性風(fēng)筒，壁厚3 mm，直徑0.6 m的雙層隔熱風(fēng)筒。抽出風(fēng)筒采用硬質(zhì)風(fēng)筒，壁厚3 mm，直徑0.6 m。壓入風(fēng)筒1和抽出式風(fēng)筒管道中心距離地面高度取1.8 m，壓入風(fēng)筒2管道中心距地面高度1.05 m。

圖1 雙壓入混合通風(fēng)風(fēng)筒布置位置示意Fig.1 Schematic diagram for layout position of dual press-in mixed ventilation duct

圖2 雙壓入混合通風(fēng)三維模型Fig.2 Three-dimensional model of dual press-in mixed ventilation

抽壓混合風(fēng)筒布置時(shí)，壓入、抽出風(fēng)筒口到工作面的距離范圍L壓，L抽[14]由經(jīng)驗(yàn)公式(1)，(2)確定。

(1)

(2)

式中:L壓為壓入風(fēng)筒出風(fēng)口距離掘進(jìn)工作面的距離，m;L抽為抽出風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口距離掘進(jìn)工作面的距離，m；S為巷道斷面面積，m2。

本文研究確定壓入風(fēng)筒1出風(fēng)口距掘進(jìn)面14 m，抽出風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口距掘進(jìn)面4.5 m，由于爆破沖擊波在0～4 m最大且在4～6 m內(nèi)衰減較大，6～8 m沖擊波較為穩(wěn)定[15]，所以最終確定抽出式風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口位置為距掘進(jìn)面6 m。此礦山作業(yè)人員活動(dòng)范圍在掘進(jìn)面30 m內(nèi)，故將降溫壓入風(fēng)筒2出風(fēng)口布置于距掘進(jìn)面30 m處。

在掘進(jìn)巷道通風(fēng)降溫風(fēng)量計(jì)算中，要計(jì)算巷道圍巖散熱需風(fēng)量Q1，掘進(jìn)作業(yè)面散熱需風(fēng)量Q2，機(jī)械車(chē)輛、電器的散熱需風(fēng)量Q3，炮碴散熱需風(fēng)量Q4，人員放熱需風(fēng)量Q5，單位時(shí)間所需總風(fēng)量Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5[16]。此外，考慮到巷道粉塵的排出，需比較巷道除塵風(fēng)量Q塵[14]，且研究表明混合通風(fēng)中抽壓比在1.2～1.3時(shí)除塵效率較高[13]，故將混合通風(fēng)模型中抽壓比設(shè)為1.2。送風(fēng)風(fēng)量要同時(shí)滿(mǎn)足降溫及除塵需求。

1)掘進(jìn)巷道圍巖散熱需風(fēng)量Q1，如公式(3)所示：

(3)

式中：KT為圍巖與風(fēng)流的對(duì)流換熱系數(shù)[14]，kW·(m2·℃)-1；U為巷道斷面周長(zhǎng)，m；L為巷道長(zhǎng)度，m；cpm為空氣定壓比熱，kJ·(m3·℃)-1；Tw為降溫區(qū)域圍巖溫度，℃；Tf0為降溫前巷道內(nèi)風(fēng)流溫度，℃；Tf為降溫后巷道內(nèi)空氣溫度，℃。

2)掘進(jìn)作業(yè)面散熱需風(fēng)量Q2，如公式(4)所示：

(4)

式中：S為掘進(jìn)巷道斷面面積，m2。

3)機(jī)械散熱需風(fēng)量Q3，如公式(5)所示：

本文僅考慮施工期間裝載車(chē)、自卸汽車(chē)等工程機(jī)械車(chē)輛的散熱。

(5)

式中：(1-e)為機(jī)械的散熱系數(shù)，此處e取35%；qM為帶走機(jī)械單位功率產(chǎn)熱所需風(fēng)量，qM=0.06～0.07 m3·(s·kW)-1；n1為機(jī)械設(shè)備的數(shù)量；Ni為機(jī)械設(shè)備的額定功率，kW·rpm-1；Ki為各種設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)與總器械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的比例。

4)爆破廢石散熱需風(fēng)量Q4，如公式(6)所示：

(6)

式中：l為開(kāi)挖進(jìn)尺，m；ρw為圍巖密度，kg·m-3；ΔT為實(shí)測(cè)確定的炮碴與空氣平均溫差，℃；c為碎石比熱，取圍巖比熱0.9 kJ·(kg·℃)-1。

5)人員釋熱需風(fēng)量為Q5，如公式(7)所示：

(7)

式中：qr為帶走人員單位釋熱量所需要的風(fēng)量，qr=0.06～0.07 m3·(s·kW)-1；Eh為掘進(jìn)作業(yè)面附近人員能量，kW·人-1，按勞動(dòng)強(qiáng)度取值；Nj為某一工作人數(shù)；n2為工作種類(lèi)，從事輕微、中等、繁重體力勞動(dòng)時(shí)分別取0.2，0.275，0.47 kW·人-1。繁重4人，中等6人，輕微2人。

6)巷道除塵風(fēng)量Q塵，如公式(8)所示：

Q塵=V0S

(8)

式中：V0為巷道排塵風(fēng)速，m/s，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研巷道內(nèi)風(fēng)速達(dá)到0.35 m/s時(shí)除塵效果良好。

1.3 計(jì)算參數(shù)

巷道長(zhǎng)40 m，跨度3 m，豎壁高1.9 m，拱高0.9 m，掘進(jìn)作業(yè)面面積7.83 m2，斷面周長(zhǎng)10.65 m。通風(fēng)時(shí)間為爆破后30 min，圍巖平均溫度Tw=38 ℃，圍巖比熱c=0.9 kJ·(kg·℃)-1，圍巖導(dǎo)熱系數(shù)λ=2.3×10-3kW·(m·℃)-1,通風(fēng)后巷道內(nèi)溫度Tf=28 ℃，送風(fēng)溫度Tf0=25 ℃，空氣定壓比熱cpm=1.3 kJ·(m3·℃)-1。掘進(jìn)頭采掘作業(yè)面的機(jī)電設(shè)備包括功率為0.8 kW的YT28型鉆巖機(jī)3臺(tái)、功率為18.8 kW的P-30B耙裝機(jī)1臺(tái)，DBKJNO-6/15 kW型對(duì)旋式局部通風(fēng)機(jī)壓入和抽出式風(fēng)機(jī)共3臺(tái)，另有總功率約為60 kW的裝載機(jī)、運(yùn)輸設(shè)備。經(jīng)計(jì)算得出Q1=3.169 m3/s，Q2=0.108 m3/s，Q3=0.14 m3/s，Q4=0.38 m3/s，Q5=0.2 m3/s；單位時(shí)間總需風(fēng)量為Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=3.889 m3/s，Q塵=2.74 m3/s，取降溫風(fēng)量與除塵風(fēng)量中最大值即Q=3.889 m3/s。

1.4 邊界條件及求解器

邊界條件設(shè)定見(jiàn)表1，求解器參數(shù)見(jiàn)表2。

表1 邊界條件設(shè)定Table 1 Conditions setting

表2 求解器參數(shù)Table 2 Solver parameters

2 降溫對(duì)比方案設(shè)計(jì)

為驗(yàn)證雙壓入式混合貼附送風(fēng)模式的降溫效果以及新型通風(fēng)模式中雙壓入風(fēng)筒風(fēng)量分配對(duì)掘進(jìn)巷道內(nèi)溫度分布規(guī)律的影響。設(shè)置方案1為傳統(tǒng)降溫方案，即單壓入式抽壓混合通風(fēng)模式；方案2為本文提出的雙壓入式混合通風(fēng)模式。由于總壓入風(fēng)量是固定的，故需考慮雙壓入風(fēng)筒風(fēng)量分配問(wèn)題，設(shè)置方案3～6為雙壓入風(fēng)筒送風(fēng)風(fēng)量匹配優(yōu)化方案。方案1，2對(duì)比用于驗(yàn)證本文提出的雙壓入式混合通風(fēng)降溫效果，方案3～6為進(jìn)一步研究雙壓入混合通風(fēng)中2風(fēng)筒送風(fēng)風(fēng)量匹配對(duì)巷道內(nèi)溫度分布規(guī)律的影響。此礦山作業(yè)人員活動(dòng)范圍在掘進(jìn)面30 m內(nèi)，將壓入風(fēng)筒2出風(fēng)口布置于距掘進(jìn)面30 m處，故實(shí)驗(yàn)方案模擬掘進(jìn)面40 m范圍即可滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)需求。具體方案見(jiàn)表3。

表3 對(duì)比方案Table 3 Comparison schemes

3 降溫影響規(guī)律數(shù)值模擬及結(jié)果分析

3.1 雙貼附送風(fēng)降溫結(jié)果

在傳統(tǒng)降溫措施下采用1壓1抽混合通風(fēng)，壓入式風(fēng)筒送風(fēng)速度為10.2 m/s，抽出風(fēng)筒風(fēng)速12.24 m/s，抽壓比為1.2，送風(fēng)溫度25 ℃(298.15 K)，通風(fēng)時(shí)間30 min后整體降溫效果如圖3所示。沿z軸巷道出口方向每隔5 m做溫度分布云圖如圖4所示。巷道中心線(xiàn)高度1.5 m的溫度分布如圖5所示。雙貼附送風(fēng)降溫模式下采用2壓1抽混合通風(fēng)，其中壓入式風(fēng)筒2出風(fēng)口布置于距掘進(jìn)面30 m處，同樣通風(fēng)30 min后整體降溫效果如圖6所示，沿z軸巷道出口方向每隔5 m做溫度分布云圖如圖7所示。巷道中心線(xiàn)即高度1.5 m的溫度分布如圖8所示。

圖3 1壓1抽降溫效果Fig.3 Cooling effect of one-press and one-pump

圖4 1壓1抽溫度云圖Fig.4 Temperature cloud diagram of one-press and one-pump

圖5 1壓1抽巷道中心線(xiàn)溫度Fig.5 Roadway center-line temperature of one-press and one-pump

圖6 雙壓入混合通風(fēng)降溫效果Fig.6 Cooling effect of dual press-in mixed ventilation

圖7 雙壓入混合通風(fēng)溫度云圖Fig.7 Temperature cloud diagram of dual press-in mixed ventilation

圖8 雙壓入混合通風(fēng)巷道中心線(xiàn)溫度Fig.8 Roadway center-line temperature of dual press-in mixed ventilation

對(duì)比分析圖3～8得出在雙貼附送風(fēng)模式下可以有效降低掘進(jìn)巷道作業(yè)面30 m范圍的溫度。具體分析為：在方案1單抽壓混合通風(fēng)降溫模式下，冷空氣由壓入風(fēng)筒送入掘進(jìn)工作面后與環(huán)境熱空氣及圍巖發(fā)生熱交換，降低掘進(jìn)面作業(yè)環(huán)境溫度。由圖5可得，只有在掘進(jìn)作業(yè)面4～14 m范圍內(nèi)溫度滿(mǎn)足最低作業(yè)要求，0～4 m和14～22 m范圍內(nèi)溫度較通風(fēng)前有所下降但不能滿(mǎn)足作業(yè)要求，且溫度變化幅度很大。原因?yàn)閱螇喝腼L(fēng)筒送風(fēng)位置靠前，導(dǎo)致壓入風(fēng)筒輸送的冷風(fēng)與環(huán)境未充分進(jìn)行熱交換而迅速被抽出風(fēng)筒排出，造成大量冷空氣的浪費(fèi)，最終不能有效降低掘進(jìn)作業(yè)面熱害問(wèn)題。應(yīng)用方案2降溫措施后，工作面30 m范圍內(nèi)整體降溫效果顯著。由圖8可知，除掘進(jìn)面2 m左右范圍內(nèi)(此范圍溫度較高是掘進(jìn)作業(yè)面散熱量大導(dǎo)致)，巷道掘進(jìn)作業(yè)27 m范圍內(nèi)溫度均明顯下降，且較傳統(tǒng)降溫通風(fēng)在掘進(jìn)面14 m內(nèi)溫度進(jìn)一步下降，這是因?yàn)橄锏纼?nèi)由雙風(fēng)筒送冷風(fēng)位置改善后使巷道冷風(fēng)與巷道環(huán)境熱交換更加充分，大大提升了冷量利用率，使得巷道作業(yè)環(huán)境有較大改善。

3.2 雙壓入風(fēng)筒送風(fēng)風(fēng)量匹配對(duì)降溫效果影響

由模擬實(shí)驗(yàn)可得采用雙壓入式混合通風(fēng)可有效降低掘進(jìn)面30 m作業(yè)范圍內(nèi)的溫度，但雙壓入風(fēng)筒輸送冷風(fēng)風(fēng)量的匹配對(duì)掘進(jìn)巷道內(nèi)降溫效果影響未知。故研究壓入風(fēng)筒1與壓入風(fēng)筒2之間的風(fēng)量匹配問(wèn)題可進(jìn)一步得出雙壓入式混合通風(fēng)在掘進(jìn)巷道內(nèi)降溫規(guī)律，優(yōu)化雙壓入混合貼附通風(fēng)的降溫效果。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比方案2～6，由圖9可知雙壓入風(fēng)筒送風(fēng)風(fēng)量匹配改變對(duì)掘進(jìn)巷道30 m范圍內(nèi)溫度分布整體趨勢(shì)影響不大，可將掘進(jìn)巷道內(nèi)溫度變化劃分為4段：即0～4 m范圍內(nèi)溫度逐漸下降；4～14 m范圍內(nèi)溫度上升且處于較低水平；14～27 m范圍內(nèi)溫度分布均勻浮動(dòng)較小；27 m之后溫度逐步回升到環(huán)境溫度。掘進(jìn)巷道0～4 m范圍溫度較高是由掘進(jìn)作業(yè)面散熱高導(dǎo)致；4～14 m范圍內(nèi)溫度比14～27 m范圍內(nèi)溫度低的原因是此范圍內(nèi)冷量由雙壓風(fēng)筒輸送，冷量較充足；14～27 m范圍內(nèi)溫度保持穩(wěn)定是因?yàn)閴喝腼L(fēng)筒2輸送的冷風(fēng)與熱環(huán)境充分交換，且因壓入風(fēng)筒2輸送冷風(fēng)量較少表現(xiàn)為此范圍內(nèi)溫度略高于前方。27 m之后溫度逐步升至環(huán)境溫度是因?yàn)橥L(fēng)系統(tǒng)抽壓比為1.2后方熱空氣向前流動(dòng)導(dǎo)致升溫。

圖9 風(fēng)筒1與風(fēng)筒2風(fēng)量比值對(duì)巷道內(nèi)溫度分布規(guī)律影響Fig.9 Influence of air volume ratio of air duct 1 to air duct 2 on temperature distribution in roadway

由圖9可得，0～4 m范圍內(nèi)，當(dāng)壓1風(fēng)筒與壓2風(fēng)筒風(fēng)量比值大于0.8之后，隨著壓入風(fēng)筒1送風(fēng)量的增加，掘進(jìn)面4 m范圍內(nèi)溫度變化很小，原因是抽出風(fēng)筒的總排風(fēng)量不變，壓入風(fēng)筒1送風(fēng)量增加后，大量新鮮風(fēng)流未與巷道內(nèi)熱空氣充分混合就被抽出風(fēng)筒排出巷道，導(dǎo)致部分冷量浪費(fèi)，從而表現(xiàn)為增大壓入風(fēng)筒1供風(fēng)量仍不能有效降低掘進(jìn)面4 m范圍內(nèi)的溫度；4～14 m范圍內(nèi)，隨壓入風(fēng)筒1，2送風(fēng)風(fēng)量比值增大，此范圍內(nèi)溫度上升速度增快幅度增大；14～27 m范圍內(nèi)隨壓入風(fēng)筒2送風(fēng)量減少溫度升高，且在比值為0.6時(shí)溫度表現(xiàn)最低。整體分析后得出當(dāng)比值為0.6時(shí)掘進(jìn)面4～27 m范圍內(nèi)溫度最低且在巷道內(nèi)分布均勻溫度波動(dòng)最小，在送風(fēng)冷量固定的條件下最大限度的滿(mǎn)足了掘進(jìn)巷道30 m范圍內(nèi)作業(yè)溫度需求。

3.3 雙壓入貼附送風(fēng)在掘進(jìn)巷道中降溫機(jī)制分析

在掘進(jìn)巷道降溫中，雙壓入式混合通風(fēng)系統(tǒng)各組成部分相互協(xié)調(diào)共同作用，巷道內(nèi)降溫機(jī)制從2方面分析：高溫炮煙的排出與冷風(fēng)降溫作用。其中抽出式風(fēng)筒的作用是將爆破后的高溫炮煙排出，抽壓比設(shè)為1.2時(shí)可以保證混合通風(fēng)的除塵效率，而將壓入風(fēng)1與壓入風(fēng)筒2輸送風(fēng)量比值設(shè)為0.6并未改變輸送總風(fēng)量，且降溫需風(fēng)量大于除塵需風(fēng)量，降溫通風(fēng)時(shí)長(zhǎng)也大于通常除塵通風(fēng)所需的20 min[13，17]，故從通風(fēng)風(fēng)量、通風(fēng)效率、通風(fēng)時(shí)長(zhǎng)3個(gè)方面保證了除塵效果滿(mǎn)足需求，將高溫炮煙快速排出對(duì)掘進(jìn)巷道降溫效果提升起促進(jìn)作用。雙壓入貼附送風(fēng)則通過(guò)設(shè)定雙壓入風(fēng)筒在巷道內(nèi)的位置及風(fēng)量分配提高冷風(fēng)降溫作用，壓入風(fēng)筒2出風(fēng)口布置于掘進(jìn)面30 m處提高了冷風(fēng)作用范圍，且將壓入風(fēng)筒1與壓入風(fēng)筒2輸送風(fēng)量比值設(shè)為0.6，即降低壓入風(fēng)筒1的冷風(fēng)輸送占比可減少其輸送的冷風(fēng)在未與巷道充分熱交換的情況下被抽出風(fēng)筒排出造成的冷量浪費(fèi)，同時(shí)更多冷風(fēng)由壓入風(fēng)筒2輸送可與巷道內(nèi)空氣充分混合，雙壓入貼附送風(fēng)大大提高了冷風(fēng)利用率，使得掘進(jìn)巷道作業(yè)區(qū)域內(nèi)溫度明顯降低。

4 結(jié)論

1)雙貼附送風(fēng)在掘進(jìn)巷道中降溫效果明顯。與單抽壓混合式通風(fēng)相比可顯著降低掘進(jìn)面30 m范圍內(nèi)的溫度，其中14～27 m范圍內(nèi)溫度下降高達(dá)6 ℃，且掘進(jìn)面30 m范圍內(nèi)溫度分布均勻，溫度降到28 ℃左右，由于提高冷量利用率，使掘進(jìn)面14 m范圍內(nèi)溫度較單壓抽混合式通風(fēng)溫度更加適宜工作。

2)改變2壓入風(fēng)筒風(fēng)量匹配關(guān)系可以進(jìn)一步優(yōu)化雙壓入混合貼附通風(fēng)的降溫效果。當(dāng)壓入風(fēng)筒1與壓入風(fēng)筒2送風(fēng)量比值大于0.8時(shí)，隨壓入風(fēng)筒1送風(fēng)量的增加，掘進(jìn)面0～4 m范圍內(nèi)溫度變化很?。?～27 m范圍內(nèi)溫度隨壓入風(fēng)筒2送風(fēng)量的減少明顯上升，故壓入風(fēng)筒2送風(fēng)量的大小對(duì)掘進(jìn)巷道內(nèi)溫度分布影響更大。

3)在混合通風(fēng)抽壓比為1.2的條件下，最終確定2壓入風(fēng)筒送風(fēng)量比值為0.6時(shí)能最大限度滿(mǎn)足掘進(jìn)面30 m范圍內(nèi)的溫度需求，綜合降溫效果良好。本文研究?jī)?nèi)容與結(jié)論可為研究其他高溫掘進(jìn)巷道降溫提供參考，減少井下工業(yè)實(shí)驗(yàn)成本，研究方法同時(shí)也可為其他高溫掘進(jìn)巷道不同送風(fēng)參數(shù)的通風(fēng)降溫提供借鑒。