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黄金科学技术 >

2022 , Vol. 30 >Issue 1: 85 - 92

DOI: https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2022.01.100

采选技术与矿山管理

高温金属矿井巷道掘进中组合压冷风筒布位对降温效果的影响

  • 聂兴信 ,
  • 刘哲伟 ,
  • 高赵祥 ,
  • 程平
展开
  • 西安建筑科技大学资源工程学院，陕西 西安 710055
刘哲伟（1997-），男，河北邢台人，硕士研究生，从事矿井通风系统优化管理与矿山安全技术研究工作。

聂兴信（1972-），男，河南濮阳人，教授，从事矿井通风与矿山安全研究工作。

收稿日期: 2021-07-26

  修回日期: 2021-10-07

  网络出版日期: 2022-04-25

基金资助

陕西省重点研发计划工业攻关项目“高温乏风矿井动态补偿调控关键技术及应用研究”(2020GY-211)

榆林市科技计划项目“矿区地质环境生态修复治理的固沙保水技术及示范应用研究”(2019-176)

收起

Influence of Combined Compression Cooling Air Duct Arrangement on the Cooling Effect in High-Temperature Metal Mine Roadway Excavation

  • Xingxin NIE ,
  • Zhewei LIU ,
  • Zhaoxiang GAO ,
  • Ping CHENG
Expand
  • School of Resources Engineering，Xi’an University of Architecture and Technology，Xi’an 710055，Shaanxi，China

Received date: 2021-07-26

  Revised date: 2021-10-07

  Online published: 2022-04-25

Fold

本文亮点

为量化研究高温掘进巷道在双压入抽压混合通风中设备布置对降温效果的影响规律，利用Fluent计算流体力学（CFD）软件对掘进巷道通风降温进行数值模拟。首先，建立双压入混合通风三维模型，利用Fluent软件对模型进行边界条件及求解器参数设置；其次，设置3组压入风筒2不同布置位置的对比试验进行数值模拟；最后，分析双压入抽压混合通风降温作用下的掘进巷道温度场分布，量化压入风筒2不同布置位置时巷道内温度分布规律。研究结果表明：双压入混合通风中压入风筒2的布置位置对巷道内的温度分布影响明显，当压入风筒2布置于距掘进面30 m处时，掘进巷道30 m范围内温度稳定在26 ℃左右；当压入风筒2布置于距掘进面50 m处时，掘进巷道50 m范围内温度虽有约1 ℃的波动但整体数值保持在28 ℃以下；当压入风筒2布置于距掘进面70 m处时，掘进巷道内温度波动幅度较大且出现大范围温度超出限值情况，此时双压入混合通风降温作用基本失效。

本文引用格式

聂兴信 , 刘哲伟 , 高赵祥 , 程平 . 高温金属矿井巷道掘进中组合压冷风筒布位对降温效果的影响[J]. 黄金科学技术, 2022 , 30(1) : 85 -92 . DOI: 10.11872/j.issn.1005-2518.2022.01.100

Highlights

In order to quantitatively study the influence of the equipment layout on the cooling effect of the high-temperature driving roadway in the dual-pressure pumping mixed ventilation，the Fluent computational fluid dynamic（CFD）software was used to carry out a numerical simulation study on the ventilation cooling of the driving roadway.Firstly，the three-dimensional model of dual press-in mixed ventilation was established，and the boundary conditions and solver parameters of the model were set by Fluent software.Then，three groups of press-in air ducts 2 were set to conduct comparison experiments at different layout positions for numerical simulation.Finally，the temperature field distribution of the driving roadway under the action of dual-injection pumping and mixed ventilation and cooling was analyzed，and the temperature distribution law in the roadway was quantified when the pressure-in air duct 2 is arranged in different positions.The research results show that the dual-injection mixed ventilation can effectively treat the key treatment areas with the most active heat exchange within 50 m of the excavation roadway.The temperature field in the horizontal direction shows that the temperature on the pressure side of the tunnel from the outlet of the compressed air duct 2 is lower than that on the suction side，and the temperature on the suction side of the roadway is gradually lower after the air duct 1 is compressed. The temperature field of the roadway section shows that the temperature distribution at different heights of the roadway at different sections is different，and the temperature difference at different heights of the roadway is larger when it is close to the section of the forced air duct 2，the temperature in the upper and lower positions of the tunnel is lower and the temperature in the middle position is higher.The arrangement position of the press-in air duct 2 in the dual press-in mixed ventilation directly determines the temperature distribution in the roadway.When the press-in air duct 2 is arranged at 30 m from the driving surface，the temperature within 30 m of the driving roadway is stable at about 26 ℃.When the air inlet duct 2 is arranged at a distance of 50 m，although the temperature within 50 m of the driving roadway fluctuates by about 1 ℃，the overall value remains below 28 ℃ to meet the operation requirements.When the air duct 2 is arranged at 70 m away from the driving surface，the temperature fluctuation range in the driving roadway is relatively large and the temperature exceeds the limit in a wide range.At this time， the cooling effect of dual press-in mixed ventilation basically fails.The position of the press-in air duct 2 can be flexibly arranged under the appropriate conditions of the cooling and air supply parameters to meet the cooling requirements of long-distance roadways.The air temperature change law of the driving roadway obtained in the experiment in this paper can provide reference for the research of other ventilation cooling systems under similar conditions.

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美国能源部投资近100万美元用于建立关键矿物可持续供应链项目

美国能源部化石能源与碳管理办公室宣布，根据“发展工业和制造业用稀土元素及关键矿物先进加工技术”第2404号资助机会公告，已选择6个项目共计资助近100万美元联邦经费，从而分担这些项目的成本。

这些被选择资助的项目将专注于开发创新性的中游加工技术，这些技术将对环境无害，并有可能减少稀土生产的资本支出和运营成本。这些项目也可能有助于进一步发展美国国内的关键矿物产业。从废弃物生产关键矿物可能会使相关社区在经济、健康和环境受到不利影响。但是，这些受资助的项目有可能为这些社区创造新的就业机会。相关研究领域如下：

（1）开发从煤基资源及替代资源中生产稀土金属及联合生产关键矿物的先进工艺

开发和集成从磷酸盐矿石选矿工艺中生产大量高纯度稀土金属的技术——佛罗里达理工大学与合作伙伴佛罗里达国际大学和太平洋西北国家实验室将制定一项综合技术研究计划。根据该计划，他们将利用混合稀土氧化物的回收、分离和提纯的先进工艺，实现从磷酸污泥中批量生产稀土金属。工业合作伙伴包括提供原料的Mosaic公司以及稀土元素产品终端用户美国稀土公司。

通过多渠道协作生产和精炼稀有金属及关键金属——肯塔基大学与来自学术界、工业界和国家实验室的合作伙伴开展协作，旨在应用先进技术生产分离高纯度金属氧化物或盐类以及提供金属还原工艺，并尽可能地减少对环境的影响。与传统工艺相比，新工艺将减少20%以上的资本支出和运营成本，同时至少生产5种纯度超过99.5%的稀土金属和5种纯度超过90%的关键矿物。

高纯度稀土金属和关键矿物的可优化电化学生产工艺——北达科他大学能源与环境研究中心与来自学术界和工业界的合作伙伴，将确定和评估可优化电化学工艺的技术经济可行性。该电化学工艺可用于从Williston盆地的褐煤及燃烧副产物中生产分离高纯度稀土金属及对工业非常重要的关键矿物化合物。

从煤基资源及相关资源提取、分离和生产高纯度稀土元素和关键矿物——犹他大学与来自工业界的合作伙伴，旨在实现煤矸石尾矿的二次利用，从中生产稀土元素或关键矿物，开发需要的概念技术，以帮助重建美国的制造能力、促进经济增长以及减少整体环境影响。研究人员与工业界合作伙伴将确定稀土元素和关键矿物的目标市场、年产量、需求以及中间产品或最终用途产品的形式，确定在这些市场或应用中使用的一系列特定关键矿物，以及确定已提出的提纯、分离和金属还原先进工艺的开发依据。

从煤基资源及相关资源提取、分离和生产高纯度稀土元素和关键矿物——西弗吉尼亚大学研究公司与来自学术界和工业界的合作伙伴，计划利用一直正在进行的研究工作从矿山酸性排水中提取稀土元素或关键矿物的精矿。该项目将研究如何处理这些精矿，以得到适合于美国国内制造商的高纯度金属。

（2）从煤基资源及替代资源生产关键矿物

生产用于工业过程的锗和镓精矿——Microbeam技术公司与来自工业界和学术界的合作伙伴，计划开发可从混合稀土精矿提取、分离、回收和提纯锗和镓的先进工艺。该工艺将被整合至北达科他大学的稀土提取工艺中，以实现锗和镓精矿的联合生产。 （来源：全球地质矿产信息网）

脚注

http://www.goldsci.ac.cn/article/2022/1005-2518/1005-2518-2022-30-1-85.shtml

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
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