岩巷掘进工作面控风净化除尘系统设计与应用

针对岩巷掘进工作面压风风流携带迎头粉尘弥漫扩散造成粉尘治理难度大的问题,提出了掘进面“控风—净化”综合粉尘治理方案,构建了由湿式旋流除尘器、易装拆控尘装置、便移式负压风筒等组成的岩巷掘进面高效除尘系统,对比分析了除尘系统的不同安装方案对除尘效果的影响;综合考虑现场除尘效果与劳动强度,明确了湿式旋流除尘器最佳安装方案以及负压风筒与控尘装置的最优安装位置。在某矿辅运大巷岩巷掘进面进行了现场应用,结果表明:当负压风筒安装至通风风筒对侧,吸尘口距巷道迎头3 m,控尘装置位于通风风筒压风口后方5 m时,迎头高浓度粉尘在通风风筒压风、控尘装置控风及除尘器抽尘共同作用下被控制在迎头附近,并不断向负压风筒吸尘口运移最终被除尘器抽入净化,除尘器前方全尘和呼尘除尘效率分别达到95.9%和94.9%以上,除尘器后方全尘和呼尘除尘效率分别达到96.5%和95.4%以上,显著提升了巷道可见度,有效解决了岩巷掘进面通风造成的粉尘治理难题。     

高河煤矿掘进工作面干式除尘系统设计与应用

为降低掘进粉尘质量浓度,改善掘进工作面作业环境,针对掘进工作面粉尘治理难题,以高河煤矿w3306高抽巷为背景,设计了基于掘进工作面长压短抽通风方式的干式过滤除尘系统,通过分析掘进工作面现场环境与粉尘扩散规律,明确了压风风筒与抽风风筒的安装位置,并在压风风筒上安装控风风筒优化掘进工作面的风流布局,提升了干式过滤除尘系统的吸尘能力,提高了掘进工作面的降尘效果。现场应用结果显示：开启除尘系统后,掘进机司机位置的平均总尘、呼尘降尘率分别为97.67%和97.26%,二运机尾位置的平均总尘、呼尘降尘率分别为98.05%和97.58%,有效降低了掘进工作面的粉尘质量浓度。     

双巷干式除尘成套装置研制及试验研究

针对双巷掘进工艺特点，研制了以高负压矿用干式除尘器、除尘风筒联动三叉、除尘风筒气动伸缩装置等组成的双巷干式除尘成套装置。构建试验装置，对干式除尘器除尘效率、配套90 m风筒后的吸风量、模拟井下供风条件对巷道综合除尘效果进行了模拟试验，并在煤矿井下进行了使用。对干式除尘器主机进行高负压设计，采用3级对旋风机，相比传统2级对旋风机，除尘吸风量提高40%，压力提升45%；除尘风筒三叉采用风门联动控制，避免了人为操作失误的可能；采用除尘风筒气动伸缩装置，可实现除尘风筒随连采机作业自动伸缩，在截割粉尘源头进行吸尘，提高掘进面除尘效果。     

综掘巷道大风量双压风筒下长压短抽除尘效果的模拟研究

煤矿井下大风量双压风筒综掘巷道具有产尘强度大、粉尘分散度高、巷道风速大等特点,严重威胁作业人员身心健康和矿井安全生产。为降低大风量综掘巷道粉尘浓度,基于CFD数值模拟软件建立了双压风筒综掘巷道物理结构,采用DPM模型,重点研究了单抽双压式通风下抽风筒入风口与巷道迎头之间的距离对掘进工作面粉尘运移规律的影响,分析了大风量双压风筒下长压短抽通风方式对司机位置作业环境的影响。结果表明：保持双压风筒出口距巷道迎头为4、5 m,压入风量为1 200 m³/min条件下,当抽风筒入口与巷道迎头之间的距离为8 m时,司机位置粉尘浓度为30～90 mg/m³,作业环境最佳。     

古书院矿掘进工作面混合式通反除尘技术的试验研究

介绍了湿式旋流除尘器在掘进工作面混合式通风方式下的除尘技术，以及压入风量与抽出风量、压入风筒口与抽出风筒口距迎头的距离等参数配比试验，分析得出较合理的抽、压风筒口位置和风量。在古书院矿92211掘进工作面的试验结果表明：长压短抽通风除尘能达到较好的除尘效果。     

抽出式通风风速分布数值模拟

为研究抽出式通风除尘的影响因素,采用Standard k-ε计算模型,数值研究了风量、风筒直径对煤矿巷道抽出式通风风速分布的影响,将抽出式通风巷道划分为:无效区、抽尘区、阻尘区。结果表明:抽出式通风除尘吸程选取应小于4 m,风筒直径不是抽出式通风除尘的主要影响因素;风量是决定抽尘区、阻尘区巷道断面平均风速大小的主要因素,风量大小对无效区影响可忽略。     

古书院矿掘进工作面混合式通风除尘技术的试验研究

介绍了湿式旋流除尘器在掘进工作面混合式通风方式下的除尘技术,以及压入风量与抽出风量、压入风筒口与抽出风筒口距迎头的距离等参数配比试验,分析得出较合理的抽、压风筒口位置和风量。在古书院矿92211掘进工作面的试验结果表明:长压短抽通风除尘能达到较好的除尘效果。     

压入式通风掘进巷道粉尘悬浮运移规律研究北大核心

为改善煤矿掘进工作面产尘量高、煤尘浓度大、作业环境恶劣等问题,根据气固两相流理论,基于Fluent数值仿真软件,建立掘进巷道几何模型,并选用标准k-epsilon湍流模型以及离散相模型(DPM),对压入式通风掘进巷道在不同风筒出风口风速及风筒位置下的空气流场和粉尘悬浮运移规律进行数值模拟研究。结果表明:随着风速的增大,风流速度主要集中于压风筒下侧及其对角处,并在x=3 m处逐渐形成涡流区域;粉尘悬浮时间减短,巷帮及巷道顶底板捕捉粉尘量增大,巷道出口排尘速率及排尘量增大;随着风筒与工作面距离增大,粉尘扩散严重,悬浮时间增长,轨迹紊乱程度增加,巷道出口排尘量减小,影响了通风除尘效率。     

掘进混合式通风合理抽压风筒口位置的探讨

对混合式通风的前抽后压和前压后抽两种布置方法进行模拟实验,采用的发尘浓度分别为510mg/m3和230mg/m3,调节抽压风筒口至工作面的距离,对工作区和巷道的粉尘浓度进行测定。根据粉尘浓度的变化规律,同时结合风流状态,分析得出较合理的抽、压风筒口位置,并求出与巷道断面积的关系。     

混合式局部通风独头巷道热环境数值模拟研究

基于k—ε湍流模型,运用Airpak2.1软件模拟了周源山煤矿一混合式局部通风独头巷道的风流流场、流线、温度场、PMV—PPD、平均空气龄分布,研究结果表明,在大断面巷道面积S=12 m2,抽压风筒口距工作面距离L抽=16 m,L压=8 m,抽压风量比为2∶1的前压后抽混合式通风条件下,风筒布置和抽压风量配比合理,工作面风速0.15≤v≤4.0 m/s,温度t≤26℃;采用热舒适指标PMV—PPD和空气质量指标空气龄对热环境进行数值预测与评价,评价结果与现场调研有较好的一致性。     

大采高综采工作面粉尘运移分布规律及机载除尘器关键工艺参数研究

为了更详细了解大采高工作面分区尘源粉尘运移分布规律,以补连塔煤矿12511综采工作面为研究对象,利用流体力学CFD软件对8 m大采高综采工作面粉尘运移分布规律进行数值模拟研究。结果表明:由垮落煤层产生的粉尘在风流的作用下向采煤机后方扩散,高浓度粉尘团运动最高点可达5 m,且沿程粉尘质量浓度逐渐降低。高浓度粉尘团主要集中在采煤机前后10 m范围及底板靠挡煤板一侧,最高粉尘质量浓度可达3500 mg/m^3。为了有效降低工作面粉尘质量浓度,防止污染井下工作环境,提出在大采高工作面安装机载除尘器的方法来控制尘源处粉尘向人行侧扩散,达到净化作业场所的目的。通过研究除尘器吸尘口位置、处理风量对工作面粉尘运移分布规律及降尘效果的影响,得出大采高工作面最优降尘效率的吸尘口位置及处理风量适配组合,最大降尘效率可达到99.9%。     

掘进工作面干式除尘系统的优化研究及应用

为了实现安全高效绿色生产,在余吾煤矿应用了干式除尘系统,并且对该系统进行了优化研究。分别在掘进机司机处、转载机机尾处以及风机出口处布置3个测点测量粉尘浓度;探究了除尘器抽出式风筒与巷道压入式风筒组合方式以及抽出式与压入式风量比对除尘效果的影响。实验结果表明,当抽出和压入风筒分别距离迎头5 m和15 m,抽出风量与压入风量的比例为1.1时,各测点粉尘浓度最小,总体全尘和呼尘除尘效率分别达到97.8%和93.4%,除尘效果显著。     

岩巷机掘工作面抽出式通风除尘系统的设计与应用

为了解决红柳林煤矿44205回风通道（岩巷段）综掘工作面掘进粉尘污染及通风问题，基于44205回风通道综掘工作面生产工艺、位置等的考虑，提出采用抽出式通风，并对影响除尘效果的抽风量及抽风口与迎头的距离进行了计算、分析。根据计算结果优选出型号为FBCD№9.0/2×30的抽出式风机，并使用直径为800 mm的负压伸缩风筒进行通风除尘。通过应用表明：在抽风口与迎头距离在3 m以内时，司机位置处全尘与呼尘最高分别仅为1.3 mg/m3和0.7 mg/m3，显著改善了工作面的生产作业环境。     

煤巷综掘面气幕控尘理论研究

随着煤矿开采强度加大,煤巷粉尘危害日益严重,煤巷中综掘工作面的粉尘危害越来越受到人们的重视,但是目前煤巷防尘技术仍不能满足要求,为了最有效控制呼吸性粉尘,基于煤巷掘进工作面气幕控尘理论,对其控尘作用原理进行了详细论述。根据理论计算,气幕出口速度在10~20 m/s,射流出口条缝宽在6~40 mm才能起到有效控尘作用。     

某铅锌矿巷道型采场粉尘扩散特性研究

为了掌握局部通风的长抽长压式巷道型采场在凿岩作业时粉尘颗粒扩散特性研究,获取合理的通风除尘参数,以某铅锌矿巷道型采场为研究背景,依据相似理论基本原理,建立巷道型采场相似实验模型。对采场模型及现场进行风流特性试验,研究了不同工况点下采场风流变化特性;不同风速下采场模型粉尘浓度及分散度试验;分析不同工况点对粉尘浓度及分散度影响程度。结果表明：采场流场在不同风速下,当粉尘颗粒从模型工作面位置进入采场模型后,发现粉尘颗粒粒径大小位移距离会发生明显变化,当工况点风速为0.75 m/s时,工作面粉尘浓度最高为76.4 mg/m3,大部分粉尘颗粒粒径小于10 um,粉尘平均分散度为66.29%,粉尘粒径分散度主要集中在小于2 um,与现场实测结果吻合,说明此工况粉尘颗粒沉降效果最佳。     

U型通风工作面采空区瓦斯运移规律研究

以赵家坝煤矿1944工作面为研究对象,采用Fluent软件对工作面采空区瓦斯运移规律进行了研究。研究结果表明:采空区由近及远瓦斯浓度逐渐增大,距工作面一定距离后趋于稳定;在采空区距工作面50~70 m处存在层流与紊流的混合边界;从进风巷到回风巷方向瓦斯浓度逐渐增大。随着进风巷入口风速的增大,采空区高浓度瓦斯区域向深部推移,工作面上隅角瓦斯浓度下降。随着工作面推进长度的增加,过渡风速带向后移,工作面上隅角瓦斯浓度增大。     

湿式除尘技术在岩巷综掘工作面降尘中的运用

 随着机械化程度的提高,高效、大功率的综掘机被越来越多的运用于岩巷掘进中,伴随着掘进速度的快速提升也使得掘进工作面的粉尘产生量急剧增加。通过引入湿式除尘技术,设计出湿式除尘器并配合除尘风机,计算出合理的风筒口与工作面的距离,并通过合理布置综掘面通风除尘系统,可以有效地达到综掘面降尘目的。     

急倾斜综放工作面不同工序产尘规律的数值模拟及应用

为了掌握急倾斜综放工作面割煤、移架、放煤等不同工序作业时粉尘浓度的分布及变化规律,获取合理的通风除尘设计参数,基于气固两相耦合模型,以急倾斜综放工作面割煤、移架、放煤三大尘源的粉尘运动为研究对象,根据干粉粒度仪的测定结果设定各尘源参数,运用Fluent对各尘源的产尘浓度分布规律和工作面三维空间风速场进行数值模拟,并与现场实测的粉尘浓度相对比。结果表明：数值模拟与实测数据基本吻合;倾角大的工作面粉尘顺风飘移的距离比缓倾斜工作面更远;模拟结果表明在通风除尘设计中,最优排尘风速以2.6 m/s左右最为合适,采煤机司机处粉尘浓度约650 mg/m3,采煤机下风侧20 m粉尘浓度降至300 mg/m3以内;在液压支架安装侧吸式引射喷雾除尘器,并结合放煤板喷嘴喷雾,可明显提高放煤时的降尘率。     

湿式振弦除尘风机在综掘工作面的应用

以陕西省铜川市玉华煤矿2410综掘工作面为研究对象，通过现场测量与模拟仿真，研究了单一压入式与压、抽〖DK〗(用湿式振弦除尘风机〖DK〗(简称除尘风机〖DK〗)〖DK〗)组合式两种通风方式下风流场和粉尘场的分布规律和不同工况下〖DK〗(压风口距迎头面距离变化〖DK〗)对除尘效果的影响。依据现场数据建立了综掘面三维几何模型，应用Fluent软件对其不同工况下风流场和粉尘场进行仿真分析，并对比实测数据进行了验证。仿真与实测结果均表明，采用压、抽〖DK〗(用除尘风机〖DK〗)组合式通风方式，由于湿式振弦除尘风机良好的除尘效果，使得迎头面及巷道粉尘浓度显著降低，相较于单一压入式通风方式粉尘浓度降低了60%以上。文中还研究了压、抽〖DK〗(用除尘风机〖DK〗)组合式通风中压风口距迎头面距离的合理区间值。     

基于风流及粉尘分布规律的机掘工作面风筒布置

为优化机掘工作面局部通风布置,改善工作面通风及排尘状况,基于气固两相流理论,利用数值模拟的方法分析了机掘工作面压入式、抽出式及长压短抽式3种通风方式下,随着风筒口至工作面距离的变化,工作面风流运动规律及粉尘的分布规律,并确定长压短抽通风方式风筒口合理位置为:压入式风筒口距工作面距离Ly在3.5槡S~5槡S或6槡S~6.5槡S,抽出式风筒口距工作面距离Lc1.5槡S。确定压入式通风风筒出口至工作面最佳距离约为3槡S,抽出式风筒吸风口至工作面最佳距离约为槡S;确定长压短抽式通风风筒口最佳位置为Ly在6槡S~6.5槡S,Lc≈槡S。模拟结果与前人文献试验结论基本一致,模拟结果可靠。