中文摘要：

矿井降温系统达不到设计降温效果的主要原因是进入采掘工作面的冷风参数过高，携带冷量不足。本项研究将着眼于冷风流长距离输送过程中影响冷风流温、湿度参数变化的热、湿交换环节上，特别是湿交换环节。研究根据传热传质学、工程热力学、流体力学理论及已经取得的研究成果，通过理论分析和现场实测统计两种手段，掌握影响巷道围岩与风流间热、湿交换的主要因素，掌握湿量交换对巷道热交换的影响规律，选择易获得、且具有代表性的特征参量，建立不同类型程度巷道与风流间的热交换量、湿交换量、湿交换系数、围岩不稳定换热系数、对流换热系数的计算模型。掌握湿量交换对巷道风流温、湿度等状态参数的影响规律，并根据空气状态参数间的相互关系，提出能相互验证的预测风流温度、湿度等状态参数的方法，建立互验证预测风流温度、湿度等状态参数的预测模型。为掌握冷风流输送过程中温湿度参数变化、准确确定空冷器出口设计状态参数及设备装机冷量提供理论依据。

结论摘要：

项目研究紧紧围绕计划研究内容展开，先后采用了现场调研与实测，理论分析与辅助实验的研究方法，基本完成了预期研究内容，达到预期研究目标，取得了一些重要研究结论与成果。（1）通过引入饱和水蒸气分压力与温度的关系，引入Lewis关系，将巷道围岩与风流间的对流显热交换量与潜热交换量的计算有机结合于一体。并分析得出完全潮湿巷道表面、标准大气压下，风流相对湿度100%时的潜热交换量约为显热交换量的3.935倍；考虑实际矿山巷道表面潮湿程度，实际巷道表面潜热交换量约为显热交换量的0.2~1.57倍。（2）将矿井巷道变温圈趋于稳定时的外缘半径处温度变化率趋于零的特点，近似描述为变温圈内导热微分方程求解的第二类边界条件，推导得出了巷道围岩内部温度分布函数，此种处理方法避免了复杂的温度分布积分问题，降低温度场求解难度。再利用贝塞尔函数性质，得出了精度及可信度均较高的围岩不稳定传热系数解析式。（3）借助MATLAB分析软件对围岩不稳定传热系数进行了分析，分析得出通风时间对围岩不稳定换热系数的影响最为明显，其它各因素的影响均较小。（4）根据高温矿井巷道与风流间热湿交换特点，提出了“巷道空间水分蒸发需热量等于巷道出口风流理论温度与实际温度之差的显热交换量”的观点；提出了“将饱和水蒸气分压力分区线性化”及“先简化、后误差修正”的数学变换思路，提出了“矿井巷道风流温度计算逐步趋真法”，提出了分区间将含湿量项回归成温度、相对湿度的二元一次函数的简化方法，提出了利用焓值方程闭合差校验模型预测精度的方法，得出了2种预测矿井巷道出口风流温度的数学表达式，并与其他资料计算实例进行了对比分析，预测误差较其他资料提供的预测方法平均减小73%和80%。（5）现场实测与模拟实验均发现高温矿井井下巷道壁面温度存在低于风流干球温度现象。并通过理论分析，得出了产生这一现象的临界条件，从理论上解释了这一现象产生的原因。三年来，课题组成员撰写科研论文15篇，已刊登13篇,2篇录用；申请专利技术13项，已授权5项。培养硕士研究生5名。