论风门的合理设置

文内介绍了风门的合理设置除必须符合有关规定外,还应注意如下问题:①应尽量避免设在人员车辆频繁经过之处,以免影响风流稳定;②应避免增加采空区或煤巷冒落区两端的压差,以免引起自然发火;③在瓦斯泄出量大的巷道不应设置风门,以防瓦斯积聚;④调节风门不宜设在风量较大的主要风路上,以免风阻剧增风量下降;⑤调节风门不宜设在风桥回风流的入风侧,以防增加压差,风桥漏风;⑥要随采掘变化装、拆风门,确保合理供风;⑦风门应设在围岩稳定、支护完好、便于维修管理之处。     

风量调节的最大阻力路线法

<正> 随着矿井生产的发展,矿井通风的有关参数,如送风的距离、巷道和工作面的瓦斯涌出量等不断变化。由于煤矿机械化程度的提高,这种变化的速率加快了。这种变化必然引起井下各处风量和阻力的变化,它往往使用风地点的风量减少。为保证井下各用风地点所需要的风量,就必需不断地对矿井通风网络的风量进行调节,以保证安全生产。所以,矿井风量调节是通风管理工作的重要内容。由于目前我国煤矿大多通过技术改造,井型不断扩大,因而井下通风网络一般都比较复杂,有些矿井风网中风量控制设施(风门、风窗等)多达数百个,这就使通风网     

81101工作面均压通风设计研究

对水峪煤业81101工作面进行工作面风量计算、调压风机选型及配套风筒、调压风机位置及风筒吊挂方式、调压风门及调节风窗设置研究与分析,设计了工作面的通风方式,并通过风量指标进行了评价验证。结果表明设计的通风系统合理,矿井属于易通风矿井。     

调节风量的简易曲线计算法

矿井通风工作,为了适应生产的需要,必须经常对井下各地区的风量进行调节。其方法有扩大巷道断面、开掘配风道、安设辅扇和加调节风窗等。而在现场实际管理中,用风窗来调节风量,则是简便易行、见效快、应用广泛。因此探讨用风窗调节风量的简易计算方法,是具有实用价值和现实意义的。     

风窗对风压及风量调节的影响分析

为了分析风窗对风压和风量调节的影响,基于压能守恒方程和风压特性曲线,推导出风窗增设前后压能变化的表达式。以新集二矿局部巷道供风不足为基础,通过数值模拟巷道有无风窗的情况,得出增设风窗不会改变流入矿井的总风量,只会改变流入各条巷道风量的比例;会增大其所在支路的风流压力,降低风路的风量,同时增大与其并联风路的风量。结合工程实践,以某矿通风系统的改造为例,验证了风窗增设会改变各条巷道的风流压力和入口的风量,为现场风窗的调整提供了理论基础。     

矿用远程定量调节风窗研制与应用

针对煤矿井下传统风窗风量调节准确度低、周期长等问题,研发了远程定量控制的百叶式调节风窗,调节风窗以压缩空气为动力,通过气动马达驱动风窗窗叶转动调节风窗过风面积。风窗的调控由地面的上位机软件远程发布命令,控制井下电控系统,通过外围传感器监测风窗运动状态,实现了对百叶式调节风窗的准确、快速调控。     

矿井火灾时期风流自动控制研究

矿井火灾具有发展迅猛、灭火和救护困难的特点,控制矿井火灾扩大对煤矿安全生产十分重要。利用火灾时期风流控制理论及方法,对五家沟煤矿主运输系统的控风系统进行了改进,确定了增设的风门、风窗和传感器的安设位置及数量;将主运输系统划分成5个区域,以2个区域为例提出了火灾时期控风步骤及逃生避灾路线;利用仿真系统,以主斜井为例,对控风措施进行模拟,分析了风门开闭前后主要巷道风量的变化情况,发现控风措施能够起到阻止火灾影响范围扩大的作用。     

风门合理设置的几点看法

风门的合理设置非常重要 ,除符合有关规定外 ,还应尽量避免设在人员车辆频繁经过之处 ,以免影响风流稳定 ;应避免增加采空区或煤巷冒落区两端的压差 ,以免引起自然发火 ;调节风门不宜设在风桥回流的入风侧 ,以防增加压差 ,风桥漏风 ;调节风门不宜设在采面的进风侧 ,以防造成采面上隅角瓦斯积聚 ;不应在采空区附近的巷道内设隔绝门 ,以免造成巷道微风 ,瓦斯涌出 ;要随采掘变化及时修、拆风门 ,确保合理供风。     

基于井下风窗风量自动调节控制装置的巷道风量调节技术研究

在分析井下现有调节风窗法调节风量存在的两个问题的基础上,提出采用井下风窗风量自动调节控制装置来调节用风点的风量。对该装置的组成及工作原理、低振荡微变风量调节技术进行论述以阐明该装置用于风量调节具有的优点:通过自动微变调节风窗面积大小以实现用风点风量的低振荡微变调节。通过对该装置的风量调节试验研究以及具体应用实例分析研究证实:井下风窗风量自动调节控制装置相比现有其他风窗风量调节技术,具有风量调节误差率小、实现了低振荡调风、风量调节过程无需人力参与自动化程度高的优点;该装置的使用可以最大程度上消除现有调节风窗法调节风量存在的安全隐患。     

煤与瓦斯突出后的巷道通风

<正> 在发生突出事故后,可用如下方法加强巷道通风,增加并联风路的阻力(关闭风门、设置密闭)或者打开事先设在事故采区巷道中的风门以调节风量,调节主扇并将备用风扇并联工作。用上述增阻法加强通风的效果,与调节设施(风门、密闭)的安装地点、通风网路的复杂程度、调节设施阻力大小等有关。将调节设施安在距事故采区最近的并联风路里,可使风量增加20～35%。对于各别采区来说(图 а、б、в),最好是在两     

多因素作用下某矿巷道型采场CO浓度特性实验与通风优化

针对传统巷道型采场CO浓度特性实验考虑因素过少,分析较为片面的局限性,结合矿山现场,通过相似理论建立巷道型采场物理相似模型,并采用控制变量法进行多因素作用下巷道型采场CO浓度特性实验研究。研究结果表明：不同通风方式、不同风速和不同测点处的CO在采场内浓度特性规律为：采用长抽短压式通风,CO浓度越低;风速增大,CO浓度越低。与掌子面CO产生处的距离增大,CO浓度越低;现场实验和相似实验所得出的CO浓度变化趋势基本一致;认为采用长抽短压式通风,风速为0.75 m/s能有效降低巷道型采场内CO浓度,所得出的通风方案可为同等环境下巷道型采场现场CO通风防治提供参考。     

基于巷道风流分布规律的风量计算

通过对模拟巷道风流分布规律进行研究,指出风流受巷道壁的黏滞作用,靠近巷道边壁处风流速度较小,越靠近巷道中心区域风速越大,而这种变化趋势在高、中、低风速条件下基本一致;同时研究以风速V(x)为目标函数值,以距巷道壁距离为变量x,对三种风速条件下试验数据进行曲线拟合分析,并得出相应的回归方程,依据此方程构造相应的积分方程计算出巷道的实际风量值,结果显示风量计算值与实际测定值之间存在约15%的误差,该误差在实际通风测定时应予以考虑。     

百叶式风窗流场分布模拟及局部风阻计算分析研究

为了实现王家岭煤矿井下用风地点风量的远程精确调控，研发了以井下压缩空气为主要动力的百叶式风窗。百叶式风窗能够通过气动马达改变窗扇的开启角度实现风窗过风面积的调整。本文运用Fluent软件模拟了王家岭煤矿12309回风绕道百叶式风窗在30°、45°、60°、70°及90°开启角度下的百叶式风窗前后的压能、风速及流场分布情况，并根据数值模拟得出百叶式风窗不同开启角度下的前后压差及风窗风阻，根据伯努利能量方程，推导出百叶式风窗局部风阻计算公式，并将公式计算风阻与井下实测风阻进行对比。结果表明：紊流状态时百叶式风窗的过风量对其风阻大小几乎没有影响，百叶式风窗局部风阻与其过风面积呈现负指数关系，井下实测得到百叶式风窗风阻与公式计算风阻最大误差为5.41%，对应的绝对误差只有0.0015 N·S2·m-8，利用本文推导的百叶式风窗局部风阻计算公式得到的局部风阻较为准确，可用于指导百叶式风窗现场调风工作。     

综掘工作面不同截割方式下的最佳风场调控规则

针对目前综掘工作面局部通风方式下,出风口风流状态不能根据实际通风需求进行动态变化,造成巷道内粉尘与瓦斯聚集严重问题,通过最佳风场调控规则分析,以求有效降低粉尘质量浓度和瓦斯体积分数。采用正交试验及流场模拟实验方法分析不同截割方式下风流参数变化对风速、瓦斯及粉尘场分布影响规律,获取大量样本数据,建立风场调控参数与风速、瓦斯及粉尘质量浓度关联关系的初始化决策信息系统,并对其进行K-means算法离散化合并规约处理,建立离散化决策信息系统。基于粒计算和Matlab软件编写了风场调控规则获取的智能算法和参数化程序。利用风场调控规则获取方法和参数化程序分析并建立了陕西神木柠条塔矿S1212胶运巷道综掘工作面的最佳风场调控规则,并利用自主研制的风流调控装置进行了井下测试验证。结果表明:经使用最佳风场调控规则后,巷道内风速在0.25~4.00 m/s及死角区域瓦斯体积分数低于1%的前提下,出风口距掘进工作面最近距离5 m时,回风侧粉尘质量浓度最高降低43%,司机处粉尘质量浓度最高降低38%;出风口距掘进工作面最远距离10 m时,回风侧粉尘质量浓度最高降低15%,司机处粉尘质量浓度最高降低37%。     

基于LDA的均直巷道断面突扩风速分布规律实验研究

风速分布是计算井下巷道瓦斯、火灾气体、粉尘运移规律,温度、湿度分布,传热传质过程的基础,对风速传感器布置及测风仪表研制具有重要意义。针对传统的接触式瞬时速度测量方法的局限性,采用非接触式激光多普勒测速仪（LDA）对均直巷道的稳定流动及断面突扩后风流状态进行实验测试。在平均风速为4 m/s左右的条件下,得出即使是均直巷道的稳定流动,其瞬时风速的大小及方向也呈现极度的湍流脉动性,平均脉动幅度可达平均风速值的33%左右,测点风速大小及风向均服从正态高斯分布;在突扩区域有大涡存在,漩涡区风流方向极不规则,各向均有分布,其风速平均绝对值在0.1~0.2 m/s左右波动,表明井下工程测风可有条件地忽略湍流大涡区域。受突扩影响均直巷道断面风速分布呈近似均等的动态的波浪线分布而非拟抛物线型,壁面光滑的实验巷道边界层厚度在5 mm左右,风速以跃迁方式“突变”达到均值。实验表明,传统的测风原理及方法仅能满足一般的工程需要,但是不能满足以湍流为特征的巷道瓦斯、火灾气体、粉尘运移规律,温度、湿度分布,传热传质等过程的计算要求。     

通风换气对煤矿井下电缆巷火灾影响分析

为研究不同通风换气次数对煤矿井下电缆巷火灾的影响,基于FDS火灾模拟软件建立了某电缆巷全尺寸模型进行火灾模拟。模拟共设置四种通风换气次数工况,通过数值方法求解热驱动的低流速N-S方程得到了各工况下的电缆巷火灾烟气分布云图、空气浓度分布云图及火源点顶棚温度变化,确定了逆风侧最远通风距离与通风换气次数的关系式,并计算得到火源逆风侧最小烟气扩散距离为50.8 m。模拟结果表明,在通风逆风侧,风速小于1.70 m/s时,烟气达到最远扩散距离的时间随风速增大而增大,风速大于1.70 m/s时,烟气达到最远扩散距离的时间随风速增大而减小;逆风侧由于上部区域烟气含量更高,并受气流阻挡作用仍在不断堆积,而下部烟气含量较小,随风流向顺风侧蔓延,扩散作用明显,从而形成逆风侧同截面上下部空气含量差距较大、顺风侧空气含量分布较为均匀的情况;通风换气次数对于火源顶棚达到稳定温度所需时间无明显影响,但对其温度大小有一定影响,火源顶棚稳定温度与通风换气次数大小呈现反比趋势。研究结果可为工矿区电缆巷的火灾防治提供参考。     

不同自然风速下人工通风对深凹露天矿风流场的影响

为研究不同自然风速下人工通风对深凹露天矿风流场的影响，利用FLUENT对某深凹露天矿内的风流场进行了模拟研究。研究结果表明：当自然风速为2 m/s时人工通风前后坑内复环流体积减少不太明显；当自然风速为5 m/s时封闭圈以下复环流影响范围小，因此复环流体积减少也不明显；而当自然风速为3 m/s和4 m/s时，靠近背风坡的低压区和低速区显著变化，复环流体积减少明显。在自然风速较低或无风时空气交换率缓慢增加；当自然风速≥2 m/s时空气交换率均显著增加。与复环流的体积变化趋势基本一致，验证了人工通风方案的可行性，采取人工通风措施后深凹露天矿内的风流场均得到显著改善。     

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。     

金属矿山爆破微细粉尘云雾除尘机理及试验研究

为降低金属矿山爆破微细粉尘浓度，提出了巷道全断面云雾除尘技术，净化回风流中的粉尘。利用自行设计的雾化实验平台，分析了云雾喷嘴的雾化效果及气压、水压对雾化效果的影响，获得气流量、水流量随气压的变化规律，认为当气压为0.5 MPa，水压为0.2 MPa，水流量为35 L/h，气流量为2.65 m3/h时，云雾雾滴中值粒径D50最小，约6.0 μm。基于云雾喷嘴雾化特性及最佳工况条件，以云雾除尘主机和气水源处置为主体，研发了巷道全断面云雾除尘技术，并在梅山铁矿进行了现场试验。结果表明：爆破落矿后，经云雾除尘装置净化后，回风流中全尘、呼吸尘的降尘效率分别为96.89%、96.04%，表明云雾与粉尘粒径匹配效果好，可有效降低沿风流方向的微细粉尘浓度，提高降尘效率，取得较好经济效益和社会效益。     

采取均压通风进行瓦斯防治

掘进巷道贯通老硐时,特别是贯通无法预先探明瓦斯情况和预先进行瓦斯处理的老硐时,易导致瓦斯涌出异常,本文从实践中总结出了上述情况下利用均压通风进行瓦斯防治的有效措施,包括减小掘进巷道和被贯通巷道中的风流压力差、在掘进巷道中增设调节风窗来增加掘进迎头风流的空气压力等。