反演模拟与效果验证计算平台主要进行煤矿井下地温场反演模拟、热害预测与评价以及降温效果虚拟验证,计算平台主要3个反演模拟与验证计算软件系统及配套计算平台硬件组成,计算精度:相对误差≤±5%,绝对误差≤±1.5℃。该平台为国内首次将地温场、热害预测、降温效果虚拟验证结合在一起,对矿井的热害全场景进行理论反演。
区域地温场反演模拟及分析验证系统:主要用于研究深井地热成因及热传递基本规律、传导型温度场变化特性、传导-对流型温度场变化特性、岩体的物理性质对地温场的影响规律、区域地质构造对地温场的影响规律、岩浆活动对地温场影响规律等,将研究成果由定性描述逐步向定量描述转化。主要性能指标为:①基于大地热流、钻孔测温数据、井下浅钻孔测温数据、地质构造及热传递介质物性参数等,研究地温场变化特征及计算方法、几何建模及数据与图形处理;②区域地温场反演模拟及分析验证系统计算精度:绝对误差小于等于±1.5℃,相对误差小于等于±5%。
图3-40 区域地温场界面
井下风流多场耦合反演模拟及分析验证系统:主要用于研究巷道通风网络条件下矿井风流热量传递机制及温度分布规律,深部煤矿复杂地质条件风流流场—渗流场—温度场、风流流场—温度场等耦合作用机理,从而形成矿井深部风流热状况预测与评价的理论基础。主要性能指标为:①研究矿井通风网络条件下研究基于多场耦合井巷风流热湿变化特征及计算方法、几何建模及数据与图形处理;②井下风流多场耦合反演模拟计算精度:绝对误差小于等于±1.5℃,相对误差小于等于±5%。
图3-41 风流多场耦合界面
矿井热害控制与优化虚拟验证分析系统:主要用于模拟测试矿井制冷降温系统中制冷、输冷、传冷及排热等要素动态热力特性,基于矿井降温系统多参数动态耦合机理,研究深部矿井降温系统设计模式及计算方法,采用计算机虚拟技术研究矿井降温系统热害降温效果验证及可视化建模,并提供矿井热害控制优化设计及运行方案。主要性能指标为:①基于矿井热害控制系统与矿井通风网络热环境特征耦合特性及变化规律,研究矿井热害控制系统优化设计计算方法、几何建模及数据与图形处理;②矿井热害控制与优化虚拟验证分析系统计算精度:绝对误差小于等于±1.5℃,相对误差小于等于±5%。