矿井避难硐室是保障矿工生命安全的重要设施,面对矿难发生后的恶劣外部环境以及断电状况,传统降温方法都不适用。本课题针对避难硐室温度保障问题,结合热能存储技术,提出了一种适用于矿井避难硐室的围岩蓄冷-相变蓄热耦合降温方法,解决了避难硐室的温度控制难题。课题在阐明围岩换热机理的基础上,研究了耦合降温系统围岩连续蓄冷及间歇蓄冷特性,并针对不同时期工程要求,提出了快速、节能、方便的分段组合式间歇蓄冷模式。设计了适用于矿井避难硐室的相变降温装置,建立了地下封闭空间包含围岩-热源-相变装置-空气在内的非稳态传热数值计算方法,其中相变座椅还涉及复合边界条件下装置内部材料的相变、导热及自然对流。基于该数值计算方法,揭示了围岩蓄冷-相变蓄热耦合降温系统传热及控温规律,并对耦合降温系统进行了优化,提出了降温系统的优化运行策略。本课题提出的矿井避难硐室围岩蓄冷-相变蓄热耦合降温方法无需电力支持,系统安全可靠,结构简单,满足了本质安全条件下无源环境中避难硐室内降温要求,这对于缓解矿工的紧张情绪,增加矿工的被救几率具有重要作用,为井下矿工生命安全保障提供了重要的技术支撑。研究成果对于其它封闭地下空间热湿环境控制也有重要的指导意义。 2100433B