巷道围岩调热圈变化规律及对散热量的影响.pdf

作者姓名 专业名称 研究方向 指导教师 巷道围岩调热圈变化规律 及对散热量的影响 奎羞羞入学时间2 Q 曼2 生窆旦 链热垡燃氢≥通区区窒迥工程 世巫撞堡迨皇廑且 虹 职称址 论文提交日期 论文答辩日期 授予学位日期 2 Q 曼生旦 2 Q 曼生目Z 旦 嗍帅2 哪9 帅2 吣4 删㈣7 吣7 帅3 吣 T H EH E A T - R E G U L l 钔【 I N GC I R C L EC H A N G ER U L EO F T H ER O A D Ⅵ，A YS U R R O U N D I N GR O C KA N DT H E I N F L U E N C EO NH E A TD I S S I P A T I N GC A P A C I T Y AD i s s e r t a t i o ns u b m i t t e di nf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t so ft h ed e g r e eo f M L A S T E RO FP m L o S o P H Y f r o m S h a n d o n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y b y L iF a n g f a n g S u p e r v i s o r P r o f e s s o rC h e nP i n g C o l l e g eo fC i v i lE n g i n e e r i n ga n dA r c h i t e c t u r e M a y 2 0 1 5 声明 本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所 公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交 于其它任何学术机关作鉴定。 硕士生签名碴葛易 日 期砂蟹占日] 尽 Id e c l a r et h a tt h i sd i s s e r t a t i o n ，s u b m i t t e di nf u l f d l m e n to ft h er e q u i r e m e n t s f o rt h ea w a r do fM a s t e ro fP h i l o s o p h yi nS h a n d o n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n d T e c h n o l o g y , i sw h o l l ym yo w nw o r ku n l e s s r e f e r e n c e do fa c k n o w l e d g e T h e d o c u m e n th a sn o tb e e ns u b m i t t e df o rq u a l i f i c a t i o na ta n yo t h e ra c a d e m i c i n s t i t u t e ． S i g n a t u r e 功均 m 钯凇，∥，] 山东科技大学硕士学位论文摘要 摘要 随着我国煤炭开采深度的不断加大，深井地热所造成的矿井高温问题越来越严峻， 巷道围岩温度场分布及散热量的计算一直是矿井降温研究领域没能很好解决的难题。本 论文主要针对高温深井热害问题，通过对巷道围岩非稳态导热理论进行分析，以龙固煤 矿辅二大巷 标高．8 1 0 m 围岩温度场为研究对象，采用理论分析与数值模拟相结合的 研究方法，对地热型高温矿井巷道围岩温度场及调热圈进行模拟研究。采用I C E M 软件 建立巷道围岩温度场模型，采用A N S Y S ．C F X 软件进行数值模拟，将模拟结果与理论计 算结果进行比较，证明了模拟结果的可靠性。在此基础上，分析了巷道围岩温度场的动 态分布规律，巷道围岩壁温及围岩调热圈厚度随通风时间的变化规律，确定了龙固煤矿 辅二大巷围岩调热圈的稳定时间为3 0 年，半径为8 0 m 。 分别模拟了典型巷道在不同进口风温、风速及原始岩温条件下，围岩温度场的动态 分布情况，归纳总结了各种因素对围岩温度场分布、巷道壁温及调热圈厚度的影响规律 巷道进口风温的变化对调热圈半径及其稳定时间的影响较小；进口风速的变化对围岩温 度场分布及调热圈半径的影响甚微，对壁温的变化有一定的影响，但影响较小；原始岩 温对调热圈稳定时间影响较小，对调热圈半径的影响较大，原始岩温越高，调热圈半径 越大。 最后将模拟研究的结果应用于巷道围岩散热量的计算，根据模拟得出的巷道壁温及 调热圈厚度，结合传热学知识，采用实证分析和对比研究的方法，对各种已有围岩散热 量计算方法的可靠性进行验证。通过对比求证得出，本文提出的利用复合传热法求得的 围岩散热量与实际测算的散热量更为接近，计算方法可靠，满足工程实际应用需要。采 用基尔皮切夫不稳定热交换系数法求得的散热量偏小；采用对流换热系数法和分时段不 稳定热交换系数法求得的散热量偏大。通过巷道围岩温度场的模拟，不仅能够得到不同 通风时间内的巷道壁温、围岩调热圈厚度，而且还能通过简单的传热学计算求得不同通 风时间内巷道围岩的散热量，从而可以清楚地观察到围岩散热量随通风时间的变化规律。 该方法简单实用，而且可以避免对流换热系数法计算结果的随意性，为围岩散热量的计 算问题提供了经验。 关键词数值模拟，围岩温度场，巷道壁温，调热圈厚度，散热量 山东科技大学硕士学位论文 A B S T R A C T A B S T R A C T W i t ht h ei n c r e a s i n go ft h ec o a lm i n i n gd e p t hi no u rc o u I l 仃y ，t h em i I l em g l lt e m p e r a t u r e p r o b l e mc a u s e db yt h ed e e pg e o t h e r m a lb e c o m e sm o r ea n dm o r es e r i o u s ．T h et e m p e r a t u r ef i e l d d i s t r i b u t i o na n dt h eh e a td i s s i p a t i n gc a p a c i t yc a l c u l a t i o no ft h er o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c kh a s n o tb e e ns o l v e dw e l li nt h em i n ec o o l i n gf i e l d ．M a i n l yf o rt h et h e r m a lp r o b l e m so ft h eh i g h t e m p e r a t u r ed e e pw e l l ，t h et h e s i sa n a l y z e st h eu n s t e a d yh e a tc o n d u c t i o nt h e o r yo ft h er o a d w a y s u r r o u n d i n gr o c k ．W i t ht h es u r r o u n d i n gr o c kt e m p e r a t u r ef i e l do ft h ea u x i l i a r ys e c o n dr o a d w a y i nl o n g g uc o a lm i n e e l e v a t i o n - 810 m a st h er e s e a r c ho b j e c t ，a d o p t i n gt h er e s e a r c hm e t h o d so f c o m b i n i n gt h e t h e o r e t i c a l a n a l y s i sa n dt h e n u m e r i c a ls i m u l a t i o n ，w eh a v es t u d i e dt h e t e m p e r a t u r ef i e l da n dt h eh e a t - r e g u l a t i n gc i r c l eo ft h es u r r o u n d i n gr o c ki nt h eh i g ht e m p e r a t u r e g e o t h e r m a lt y p em i n e ．I C E Ms o f t w a r eW a sa d o p t e dt oe s t a b l i s ht h et e m p e r a t u r ef i e l dm o d e lo f t h er o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c k ，a n dA N S Y S - C F Xs o f l w a r ew a su s e dt oc a r r yo nt h en u m e r i c a l s i m u l a t i o n ．W ec o m p a r e dt h es i m u l a t i o nr e s u l t s 谢mt h et h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o nr e s u l t s ，a n d p r o v e dt h er e l i a b i l i t yo ft h e s i m u l a t i o nr e s u l t s ．O nt h i sb a s i s ，w ea n a l y z e dt h ed y n a m i c d i s t r i b u t i o no ft h es u r r o u n d i n gr o c kt e m p e r a t u r ef i e l da n dt h ec h a n g er u l eo ft h ew a l l t e m p e r a t u r ea n dt h eh e a t r e g u l a t i n g c i r c l et h i c k n e s s 、析吐1t h ev e n t i l a t i o nt i m e ．A n dw e d e t e r m i n e dt h a tt h es t a b l eh e a t - r e g u l a t i n gc i r c l er a d i u si s8 0mw h e nt h ea u x i l i a r ys e c o n d r o a d w a yh a v ev e n t i l a t e df o r3 0y e a r si nl o n g g uc o a lm i n e ． T h e nw er e s p e c t i v e l ys i m u l a t e dt h ed y n a m i cd i s t r i b u t i o no ft h e s u r r o u n d i n gr o c k t e m p e r a t u r ef i e l do ft h et h et y p i c a lt u n n e li nd i f f e r e n ti n l e ta i rt e m p e r a t u r e ，d i f f e r e n tw i n d s p e e da n dd i f f e r e n to r i g i n a lr o c kt e m p e r a t u r ec o n d i t i o n s ．A n dw es u m m a r i z e dt h ei n f l u e n c e r u l eo fv a r i o u sf a c t o r so nt h et e m p e r a t u r ef i e l dd i s t r i b u t i o no fs u r r o u n d i n gr o c k ，t h ew a l l t e m p e r a t u r ea n dt h et h i c k n e s so ft h eh e a t - r e g u l a t i n gc i r c l e ．T h ei n l e ta i rt e m p e r a t u r ec h a n g e s h a sl i t t l ee f f e c to nt h et h i c k n e s so ft h eh e a t - r e g u l a t i n gc i r c l ea n di t ss t a b l et i m e ．T h ew i n d s p e e dc h a n g e sh a sn oe f f e c to nt h eh e a t - r e g u l a t i n gc i r c l e ，b u ti th a sl i t t l ei n f l u e n c eo nt h e c h a n g e so ft h ew a l lt e m p e r a t u r e ．T h ei n f l u e n c eo ft h eo r i g i n a lr o c kt e m p e r a t u r eo nt h es t a b l e t i m eo ft h eh e a t - r e g u l a t i n gc i r c l ei ss m a l l ，b u ti th a sg r e a ti n f l u e n c eo nt h er a d i u s ．T h ei n f l u e n c e o ft h eo r i g i n a lr o c kt e m p e r a t u r ei sh i g h e r ，a n dt h eh e a t r e g u l a t i n gc i r c l er a d i u si sl a r g e r ． F i n a l l yt h es i m u l a t i o nr e s u l t so ft h es t u d yW a sa p p l i e dt oc a l c u l a t et h eh e a td i s s i p a t i n g c a p a c i t yo ft h er o a d w a ys u r r o u n d i n gr o c k ．A c c o r d i n gt ot h ew a l lt e m p e r a t u r ea n dt h et h i c k n e s s o ft h eh e a t r e g u l a t i n gc i r c l eo ft h es u r r o u n d i n gr o c k ，c o m b i n i n g 谢t ht h ek n o w l e d g eo fh e a t t r a n s f e r , w ev a l i d a t e dt h er e l i a b i l i t yo ft h ee x i s t i n gc a l c u l a t i o nm e t h o d su s i n gt h em e t h o do f 山东科技大学硕士学位论文ABSTRACT e m p i r i c a la n a l y s i sa n dc o m p a r a t i v es t u d y ．T h r o u g hc o m p a r i s o na n dv e r i f i c a t i o n ，t h eh e a t d i s s i p a t i n gc a p a c i t yo ft h es u r r o u n d i n gr o c kc a l c u l a t e db yt h ec o m p o u n dh e a tt r a n s f e rm e t h o d i sm o r ec l o s et ot h ea c t u a lm e a s u r e dh e a td i s s i p a t i n gc a p a c i t y ．n l em e t h o di sr e l i a b l e ，a n dC a n m e e tt h en e e d so ft h ee n g i n e e r i n ga p p l i c a t i o n ．T h eh e a td i s s i p a t i n gc a p a c i t yc a l c u l a t e db yK i e l s k i nu n s t a b l eh e a tt r a n s f e rc o e f f i c i e n tm e t h o di ss m a l l e r ．T h ec a l c u l a t i o nr e s u l t so b t a i n e db yt h e c o n v e c t i v eh e a tt r a n s f e rc o e f f i c i e n tm e t h o da n dt h ep e r i o do ft i m eu n s t a b l eh e a tt r a n s f e r c o e f f i c i e n tm e t h o di sl a r g e r ．T h r o u g ht h es i m u l a t i o no ft h et e m p e r a t u r ef i e l do ft h er o a d w a y s u r r o u n d i n gr o c k ，n o to n l yC a ng e tt h ew a l lt e m p e r a t u r ea n dt h eh e a t - r e g u l a t i n gc i r c l et h i c k n e s s i nd i f f e r e n tv e n t i l a t i o nt i m e ，b u ta l s oC a no b t a i nt h eh e a td i s s i p a t i n gc a p a c i t yo ft h er o a d w a y s u r r o u n d i n gr o c kb ys i m p l eh e a tt r a n s f e rc a l c u l a t i o n ．S ot h ec h a n g er u l eo ft h eh e a td i s s i p a t i n g c a p a c i t y 晰t l lt h ev e n t i l a t i o nt i m eC a nb ec l e a r l yo b s e r v e d ．m sm e t h o di ss i m p l ea n dp r a c t i c a l ， a n dc a na v o i dt h ec a l c u l a t i o nr e s u l t sr a n d o m n e s so ft h ec o n v e c t i v eh e a tt r a n s f e rc o e m c i e n t m e t h o d ．I tp r o v i d e st h ec a l c u l a t i o np r o b l e mo ft h eh e a td i s s i p a t i n gc a p a c i t yo ft h es u r r o u n d i n g r o c kw i t he x p e r i e n c e ． K e y w o r d s n u m e r i c a ls i m u l a t i o n ，s u r r o u n d i n gr o c kt e m p e r a t u r ef i e l d ，r o a d w a yw a l l t e m p e r a t u r e ，h e a t r e g u l a t i n gc i r c l et h i c k n e s s ，h e a td i s s i p a t i n gc a p a c i t y 山东科技大学硕士学位论文目录 目录 1 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ．1 课题研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．2 课题的提出及研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 ．3 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 ．4 课题研究的内容、方法及技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 2 深井热源分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．1 矿井主要热源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．2 围岩热源分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 3 围岩与风流的热湿交换机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 4 围岩非稳态温度场的数学描述及导热模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 4 ．1 物理模型假设⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 4 ．2 导热过程数学描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 4 ．3 导热模型建立及网格划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 4 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 5 应用A N S Y S ．C F X 软件进行数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 5 ．1 A N S Y S 软件介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 5 ．2 巷道围岩及风流基础参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 5 ．3 模型定解条件设置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 5 ．4 数值模拟及结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 5 ．5 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 3 C J 6 7 2 2 2 2 ～热质 ～ ～换传 ～ 一流流 ～ 导对对 ～ 传的的 一 热流流 ～ 部风风结 内与与小 山石 山石 山石 立早围围围本 1 2 3 4 3 ，J f J ，J 山东科技大学硕士学位论文目录 6 围岩散热量计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 7 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 7 ．1 主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 7 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 6 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 攻读硕士期间主要成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 0 I I 8 9 O 1 4 5 5 6 6 6 一 ～量 ～ ～ ～量热 ～ ～ ～热散较 ～ ～散得比 ～ ～得求果 ～ ～求法结 一 量法方算 ～ 热热论计结散传理量小测合用热章实复常散本 1 2 3 4 5 6 6 6 6 6 山东科技大学硕士学位论文C o n t e n t s C o n t e n t s 1 I n t r O d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．1S o u r c eo ft h eS u b j e c tR e s e a r c h ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ．2I n t r o d u c t i o na n dS i g n i f i c a n c eo f t h eS u b j e c tR e s e a r c h ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1 ．3R e s e a r c hS t a t u sa t H o m ea n d A b r o a d ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ； 1 ．4R e s e a r c hC o n t e n t sa n dM e t h o d sa n dT e c h n i c a lR o u t e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2H e a tS o u r c eA n a l y s i so fD e e pM i n e ．⋯．．⋯．⋯．．⋯．⋯⋯．．．⋯．．．．．⋯．⋯．．⋯．⋯⋯．．1 1 2 ．1M a i nH e a tS o u r c eo f t h eM i n e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．2H e a tS o u r c e A n a l y s i so f t h eS u r r o u n d i n gR o c k ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 S u m m a r y ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 3H e a ta n dM o i s t u r eT r a n s f e rM e c h a n i s mB e t w e e nt h eS u r r o u n d i n gR o c ka n dt h e W i n d O O O O O O O O I O O OOOOOOOO O O 2 3 3 ．1I n t e r n a lH e a tT r a n s f e ro f t h eS u r r o u n d i n gR o c k ⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 3 ．2H e a tC o n v e c t i o nB e t w e e nt h eS u r r o u n d i n gR o c ka n dt h eW i n d ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．。．．．．．．．．2 5 3 ．3M a s sT r a n s f e rB e t w e e nt h eS u r r o u n d i n gR o c ka n dt h eW i n d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 3 ．4 S u m m a r y ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 7 4M a t h e m a t i c a lD e s c r i p t i o na n dH e a tC o n d u c t i o nM o d e lo ft h eU n s t e a d y T e m p e r a t u r eF i e l do ft h eS u r r o u n d i n gR o c k o o o ooooooooo000olgOQOO O O 2 8 4 ．1T h eP h y s i c a lM o d e lA s s u m p t i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 4 ．2M a t h e m a t i c a lD e s c r i p t i o no f t h eT h e r m a lC o n d u c t i v i t yP r o c e s s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 4 ．3H e a tC o n d u c t i o nM o d e lB u i l d i n ga n dM e s hD i v i d i n g ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 1 4 ．4S u m m a r y ．⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯．⋯．．⋯⋯．⋯⋯．．．⋯⋯．⋯．⋯⋯．⋯．．⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯．⋯⋯．3 3 5T h eN u m e r i c a lS i m u l a t i o no f A N S Y S - C F X ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 5 ．1I n t r o d u c t i o no f A N S Y S ．．．⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯．．⋯．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯．．⋯．⋯⋯⋯．．3 4 5 ．2 T h eB a s i cP a r a m e t e r so f T h eS u r r o u n d i n gR o c ka n dt h eW i n d ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．．．3 5 5 ．3T h eD e f i n i t eC o n d i t i o nS e X i n go f t h eM o d e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 5 ．4N u m e r i c a lS i m u l a t i o na n dt h eR e s u l tA n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 I I I 山东科技大学硕士学位论文 C O n t c n 协 5 ．5 S u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 6T h eC a l c u l a t i o no ft h eH e a tD i s s i p a t i n gC a p a c i t yo fS u r r o u n d i n gR o c k ．．．．．．．．．．．．．．．5 8 6 ．1T h eA c t u a lM e a s u r e dH e a tD i s s i p a t i n gC a p a c i t y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 6 ．2T h eH e a tD i s s i p a t i n gC a p a c i t yg e t t e db yt h ec o m p o u n dh e a t 仃a n s f - e rm e t h o d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 6 ．3T h eH e a tD i s s i p a t i n gC a p a c i t yg e t t e db yt h eC o m m o nT h e o r e t i c a lM e t h o d ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 0 6 ．4 C o m p a r eo f t h eH e a tD i s s i p a t i n gC a p a c i t yC a l c u l a t i o nR e s u l t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 1 6 ．5 S u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 4 7C o n c l u s i o n sa n d P r o s p e c t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 5 7 ．1M a i nC o n c l u s i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 7 ．2 P r o s p e c t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 6 T h a n k s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．6 8 M a i nA c h i e v e m e n t sd u r i n gG r a d u a t i o nS t u d y ．．．．．．。．．．．．．．．．．．．．。．．．．．．．．。．．．．．。．。。。。．．。．。。。．．．6 9 R e f e r e n c e s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯．7 0 I v 山东科技大学硕士学位论文绪论 1 绪论 1 ．1 课题研究背景 1 ．1 ．1 我国煤炭生产现状 我国是煤炭开采与消费的主要国家，煤炭资源在我国一次能源消费结构中的比重约 为7 0 ％，这种相对稳定的格局将长期存在，这是煤炭在我国国民经济中的地位所决定的。 然而，煤炭是不可再生的资源，随着开采量的增加和开采强度的加大，浅部资源已近枯 竭，煤矿进入深部资源开采已成必然【l 】。根据现已探明的煤炭资源分布情况，埋深超过 1 0 0 0 m 的煤炭资源总量约为2 ．7 x 1 0 1 2 t ，占我国煤炭开采资源的5 2 ％以上【2 】。二十世纪八 十年代初，我国煤矿的平均开采深度为2 9 0 m 左右，N - 十世纪九十年代开采深度已经 达到4 3 0 m 左右，据最新统计，我国目前采深超过千米的深井已有4 7 对，其中山东能源 新汶矿业集团孙村煤矿井深更是达到了