基于FLUENT的深井掘进巷道局部通风参数优化

来源：黄金科学技术杂志2022年第5期北京时间：

作者：郭对明,李国清,侯杰,胡乃联

单位： 北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083, 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083

摘要：深井开采通风线路长，导致局部通风量不足、热空气无法及时排出和作业面附近热量聚集等问题出现。随着矿山开采深度的增加，高温热害成为深井开采面临的难题之一，在地温梯度和井下各类热源的作用下，深井环境更加恶劣。为了改善深井掘进巷道高温环境，提高深井局部通风散热效果，以国内某大型地下金属矿山深部掘进巷道为背景，对深井局部通风参数进行优化研究。利用FLUENT软件构建掘进巷道三维模型并对巷道温度场进行数值模拟，通过对比不同风量和风温条件下的巷道温度变化情况，优选出适用于深井掘进巷道的最佳局部通风参数，并通过现场试验对模拟结果进行了验证。研究结果表明：数值模拟与试验验证相结合的方法科学有效，改善了单纯依靠试验的传统方法存在的高成本和重复性低的缺点；数值模拟方法可以直观展示巷道风温分布特征，局部通风参数优化后能够有效改善深部掘进巷道高温环境，对深井开采局部通风降温具有一定的指导意义。

关键词：深部开采,掘进巷道,局部通风,参数优化,数值模拟,高温热害

基金资助：国家自然科学基金项目“面向大数据的金属地下矿山安全隐患辨识与事故演化机理”(52074022),国家重点研发计划项目“地下金属矿规模化无人采矿关键技术研发与示范”(2018YFC0604405)