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第1章 绪论1

1.1矿井高温高湿危害1

1.2矿井热害研究的主要成果2

1.3矿井热害研究的不足5

第2章 矿井热源6

2.1地表大气状态的变化6

2.2空气的自压缩温升7

2.3围岩传热9

2.4机电设备放热11

2.4.1采掘机械的放热量11

2.4.2提升运输设备的放热量12

2.4.3电机车工作时的放热量14

2.4.4电动机运转时的放热量14

2.4.5扇风机的放热量14

2.4.6灯具的放热量15

2.4.7水泵的放热量15

2.5其他热源15

2.5.1氧化放热15

2.5.2水放热16

2.5.3人员放热16

2.5.4其余热源17

第3章 高温高湿环境下的人机工程学18

3.1引言18

3.2高温高湿环境人体生理反应20

3.2.1神经系统21

3.2.2心血管系统21

3.2.3呼吸系统26

3.2.4热代谢29

3.2.5水盐代谢36

3.2.6能量代谢37

3.3人体的热调节与热适应39

3.3.1人体的热调节39

3.3.2人体的热适应43

3.4按劳动舒适程度评价矿井环境质量的指标47

3.4.1湿球温度47

3.4.2卡他度47

3.4.3有效温度49

3.4.4综合温标51

3.4.5比冷却力51

3.5矿井环境对人体及劳动生产率的影响53

3.5.1矿井环境对人体的影响53

3.5.2高温对劳动生产率的影响53

3.5.3高温事故54

3.6我国高温高湿作业的安全标准55

3.6.1《工作场所有害因素职业接触限值》标准55

3.6.2《高温作业分级》标准56

第4章 矿井空气热湿交换原理58

4.1热传导59

4.1.1热传导定律59

4.1.2不稳定热传导61

4.2对流换热63

4.3复合传热64

4.4空气与水之间的热湿交换67

4.4.1热湿交换原理67

4.4.2热交换量的计算68

4.4.3空气与水直接接触时的状态变化过程69

第5章 矿井空气热湿交换计算方法71

5.1引言71

5.1.1数理统计法71

5.1.2模拟巷道法73

5.1.3数值分析法75

5.2围岩热传导及调热圈77

5.2.1围岩热传导微分方程77

5.2.2调热圈及其相关概念78

5.2.3调热圈半径的计算79

5.3流体与固体壁直接接触时的对流传热微分方程组80

5.4空气流过自由水面时的对流传热传质微分方程组81

5.5湿壁巷道与风流间的热湿交换82

5.5.1湿壁巷道与风流之间的热湿交换的微观解释82

5.5.2湿壁巷道对流传热传质微分方程组83

5.6井巷围岩与风流热湿交换影响因素分析87

5.6.1矿内风流的流动状态87

5.6.2对流换热的特征和影响因素87

5.6.3对流换热系数88

5.6.4不稳定传热系数90

5.6.5井巷传质常用方法92

5.6.6井巷围岩与风流热湿计算的趋势93

第6章 井巷围岩与风流热湿交换的数值模拟95

6.1计算流体动力学的相关理论95

6.1.1计算流体动力学的求解步骤95

6.1.2相关控制方程96

6.1.3控制方程的离散化98

6.1.4离散方程的求解方式99

6.1.5湍流的数值模拟101

6.2 CFD在FLUENT软件中的应用102

6.2.1 FLUENT软件简介102

6.2.2 FLUENT软件求解的步骤104

6.2.3流体数值模拟的动力学控制方程105

6.3边界条件106

6.3.1固壁边界条件（wall）107

6.3.2速度进口边界条件（velocity-inlet）108

6.3.3自由流出边界条件（outflow）108

6.4流体计算数值模拟的分析108

第7章 矿井热害防治常用技术110

7.1通风降温110

7.1.1改良通风系统110

7.1.2改善通风条件111

7.1.3调温巷道通风111

7.1.4其他通风降温措施111

7.2空调制冷降温和人工制冰降温技术112

7.2.1空调制冷降温技术112

7.2.2人工制冰降温技术113

7.3控制热源降温115

7.3.1机械热的控制115

7.3.2向煤层内注水115

7.3.3管道热及热水的处理116

7.3.4采空区降温116

7.4个体防护措施116

7.5隔热-换热-压缩空气制冷综合技术117

7.5.1降温技术简介117

7.5.2隔热材料的选择117

7.5.3换热袋的规格及使用方法118

7.5.4气压缩制冷装置119

7.6其他新型降温技术120

7.6.1压缩空气制冷技术120

7.6.2 HEMS降温系统120

7.6.3空气透平膨胀制冷系统121

7.6.4压气蒸发冷却技术121

7.6.5热电乙二醇降温冷却技术121

7.6.6瓦斯发电制冷降温技术122

7.6.7热管降温技术122

第8章 矿井制冷降温系统设计方案优选决策123

8.1引言123

8.1.1决策理论123

8.1.2决策理论在矿业领域的应用125

8.1.3矿井降温系统确定的步骤125

8.2矿井制冷降温系统方案决策评价指标及权值126

8.2.1矿井降温系统方案决策评价指标体系确立126

8.2.2按相对重要性序列矩阵法确定指标权值129

8.2.3评价指标的权值确定131

8.3矿井制冷降温系统方案确定的多目标决策法132

8.3.1评价值数据处理方法133

8.3.2多目标决策法的步骤134

8.3.3专家评议法135

第9章 国内外矿井降温工程实例136

9.1德国煤矿降温概况136

9.2南非矿山降温概况139

9.3河南平煤集团矿井降温概况141

9.3.1矿井热害现状142

9.3.2平煤五矿矿井降温工程概况142

9.3.3存在的问题146

9.3.4近期降温工作146

9.3.5长远降温工作146

9.4国投新集矿业集团矿井降温概况146

9.4.1主要设备及参数147

9.4.2系统工艺流程147

9.4.3国内配套设备情况148

9.4.4采掘工作面制冷降温系统安装方式148

9.4.5制冷降温效果149

9.4.6存在的问题及经验教训150

9.5新汶矿业集团孙村煤矿矿井降温概况153

9.5.1 -800m水平自然涌水排热降温工程153

9.5.2冰冷低温辐射降温技术155

9.6兖矿集团巨野矿区赵楼矿井降温概况159

9.6.1基建矿井地面喷淋临时降温技术159

9.6.2井下集中式永久制冷降温技术161

参考文献164