高温掘进工作面流场与温度场耦合作用机理研究

针对掘进工作面风流与围岩热交换的复杂性，首先对掘进工作面风流速度场及温度场进行了现场实际观测。运用相似理论，研究建立了巷道及掘进工作面围岩三维导热无因次方程；以动坐标下的稳态三维导热微分方程代替不稳态导热微分方程；采用虚拟对称温度场方法，使边界单元法解算掘进工作面围岩温度场成为可能。采用有限差分法、有限元法和边界元法，求解了巷道围岩温度场、围岩与风流不稳定换热准数，连续推进和周期性步进工作面围岩散热量。进行了风筒内外风流温度、速度及围岩温度之间的耦合作用规律的理论研究，采用限差分方法，研制了风筒内外风流及围岩三者热传导计算软件。为科学预测工作面气候条件和制订合理的降温措施提供了基础和方法。