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第1章 绪论1

1.1 高温热害的普遍性1

1.2 高温热害的严重性2

1.2.1 高温热害与人身健康2

1.2.2 高温热害与劳动效率3

1.2.3 高温热害与瓦斯事故4

1.2.4 高温热害与塌方事故5

1.3 与热害相关的法律法规6

1.4 高温热害研究现状7

1.4.1 高温热害成灾机理研究现状7

1.4.2 矿内热环境评价研究现状9

1.4.3 矿井热害治理技术研究现状10

1.5 本书主要内容12

参考文献12

第2章 我国煤矿的地温场特征18

2.1 我国煤矿地温场纵向分布特征18

2.1.1 线性模式18

2.1.2 非线性模式18

2.1.3 异常模式20

2.2 我国煤矿地温场横向分布特征21

2.2.1 地温梯度横向分布特征22

2.2.2 -1000m深地温场横向特征24

2.2.3 -1250m深地温场横向特征25

2.2.4 -1500m深地温场横向特征26

2.2.5 -2000m深地温场横向特征27

2.3 我国主要热害矿井分布特征28

参考文献31

第3章 深部岩石热力学效应32

3.1 深部岩石热效应试验系统32

3.1.1 系统结构32

3.1.2 系统设计原理32

3.2 高温软化效应33

3.2.1 均值岩石高温软化效应33

3.2.2 静荷载作用下温度-结构层理耦合效应35

3.2.3 循环荷载作用下温度-结构层理耦合效应48

3.3 高温吸附气体逸出效应66

3.3.1 温度-吸附气体逸出效应66

3.3.2 T-P耦合吸附气体逸出效应68

参考文献73

第4章 热害控制冷负荷计算方法74

4.1 深部围岩导热过程分析74

4.1.1 热传导微分方程75

4.1.2 对流传热微分方程76

4.1.3 辐射传热微分方程77

4.2 矿井降温冷负荷传统算法78

4.2.1 围岩散热78

4.2.2 热水的散热80

4.2.3 氧化放热81

4.2.4 压缩放热81

4.2.5 机电设备散热82

4.2.6 采落矿岩的冷却散热量82

4.2.7 采落矿岩在运输过程中的散热83

4.2.8 人体散热83

4.3 矿井降温冷负荷计算反分析法83

4.3.1 反分析算法原理84

4.3.2 反分析算法的推导思路84

4.3.3 反分析算法的公式推导及其参数确定85

4.3.4 工作面热荷载反分析计算88

4.3.5 制冷工作站冷负荷计算89

4.3.6 反分析算法计算程序设计89

参考文献90

第5章 矿井降温系统的构成、分类和评价91

5.1 矿井降温系统的构成91

5.2 矿井降温系统的分类92

5.2.1 压缩空气制冷降温系统92

5.2.2 冰制冷降温系统93

5.2.3 地面集中制冷降温系统93

5.2.4 地面排热井下集中降温系统94

5.2.5 回风排热井下集中降温系统94

5.2.6 地面热电联产制冷降温系统95

5.2.7 矿井涌水为冷源的降温系统95

5.3 矿井降温系统有效性评价方法96

5.3.1 降温系统合格指标96

5.3.2 降温有效性评价指标体系98

5.3.3 除湿有效性评价指标体系98

5.4 矿井降温系统设计步序100

参考文献100

第6章 HEMS热害控制模式及技术102

6.1 HEMS介绍102

6.2 HEMS热控模式104

6.2.1 矿井涌水丰富型104

6.2.2 矿井涌水适中型105

6.2.3 矿井涌水冷源缺乏型Ⅰ106

6.2.4 矿井涌水冷源缺乏型Ⅱ107

6.3 HEMS关键技术108

6.3.1 “三防”换热技术108

6.3.2 采掘工作面全风降温技术111

6.3.3 高差循环冷源获取技术112

6.3.4 水平循环冷源技术原理113

6.3.5 模块化组装移动式降温技术113

6.3.6 HEMS-Ⅲ热能利用技术114

6.3.7 循环冷（热）源利用技术115

6.3.8 地热异常利用技术115

6.3.9 井口防冻供热技术116

6.3.10 地面洗浴供热技术118

6.3.11 工业广场建筑物空调技术119

6.4 热控系统自动化监控技术119

6.4.1 现场数据采集技术119

6.4.2 现场数据传输技术119

6.4.3 现场数据接收分析技术120

6.4.4 工程效果演示技术120

参考文献121

第7章 现场试验Ⅰ——张双楼煤矿122

7.1 热害特征及冷源分析122

7.1.1 热害特征122

7.1.2 冷源分析125

7.2 热害控制方案127

7.2.1 系统工艺设计127

7.2.2 冷源工程设计129

7.2.3 高效制冷系统设计130

7.2.4 全风降温系统设计131

7.3 热能利用方案132

7.3.1 深井热能梯级开发利用系统132

7.3.2 井口防冻系统133

7.3.3 工人洗浴系统144

7.3.4 自动控制系统144

7.4 现场试验参数分析146

7.5 效果评价157

7.5.1 热害治理效果157

7.5.2 热能利用效果158

参考文献163

第8章 现场试验Ⅱ——三河尖煤矿164

8.1 热害特征及冷源分析164

8.1.1 热害特征164

8.1.2 冷源分析166

8.2 热害治理方案设计167

8.3 现场试验参数分析169

8.4 热力平衡参数分析176

8.4.1 运行参数测试176

8.4.2 系统热力平衡参数分析176

8.4.3 工作面降温效果分析180

8.5 降温系统热排放对生态环境影响评估182

8.5.1 热水排放对河流生态影响的分析182

8.5.2 数学模型184

8.5.3 物理模型185

8.5.4 结果分析186

参考文献194

第9章 现场试验Ⅲ——夹河煤矿196

9.1 热害特征及冷源分析196

9.1.1 热害特征196

9.1.2 冷源分析199

9.2 热害治理方案设计200

9.3 高差冷却效果分析方法203

9.3.1 计算模型的建立203

9.3.2 求解模型的建立206

9.3.3 边界条件208

9.3.4 计算参数的确定209

9.3.5 数值计算方法209

9.4 冷却效果分析209

9.4.1 700m管道冷却效果分析209

9.4.2 1200m水沟冷却效果分析216

9.4.3 1900m管道冷却效果分析227

9.5 效果评价231

9.5.1 系统运行状态分析231

9.5.2 生产效果234

参考文献237

第10章 现场试验Ⅳ——张小楼矿238

10.1 热害特征及冷源分析238

10.1.1 热害特征238

10.1.2 冷源分析244

10.2 热害治理方案245

10.2.1 系统工艺总设计245

10.2.2 回风冷源计算方法246

10.3 现场试验参数分析251

10.4 效果评价269

参考文献270