综采面截煤产尘风流-粉尘运移规律研究

针对综采工作面截煤产尘量大的问题,利用Fluent软件模拟分析了综采面截煤产尘的风流-粉尘运移规律,重点研究了工作面不同位置粉尘横向及高度方向上的扩散规律,并与现场实测值进行了对比。研究结果表明:采煤机中心上风侧4 m到下风侧10 m的空间为"高浓度粉尘区";从采煤机中心下风侧20 m处开始,在呼吸带高度上出现了"粉尘沉降低浓度带";采煤机中心下风侧30 m之前,粉尘沉降明显,采煤机中心下风侧30 m之后,粉尘明显向顶板扩散;数值模拟结果与现场实测结果符合较好。     

粉尘运动弥散规律研究

针对露天煤矿中起尘扩散规律的问题,建立了粉尘粒子的运动扩散方程,并从理论上进行了运动受力分析,同时利用COMSOL软件进行数值模拟研究,其在不同条件下的运移规律.结果 表明:小颗粒粉尘由于所受自身重力较小,随风流运移扩散距离较远;大颗粒粉尘所受重力大,难以扩散出矿坑,不同风速相同尘源位置粉尘运移轨迹差别较大.     

基于时间尺度的综采工作面粉尘运移规律研究

为探究综采工作面在不同时间尺度与空间结合下粉尘的运移规律,运用ANSYSFLUENT求解器对其进行数值模拟,分析截割产尘20、40、80 s后综采面不同空间位置的粉尘浓度分布及运移轨迹,并通过现场实测验证模拟结果的准确性。结果表明:前滚筒中心至下风侧10.3 m,底板上方2.1 m至顶板的架前空间以及前滚筒中心至下风侧45.1 m、底板上方0.9 m至顶板的人行道空间出现最大风速分别为3.1、2.7 m/s的高速风流区。随着产尘从20 s增至80 s后,前滚筒截割尘流由采煤机道涌入架前及人行道的位置由其中心下风侧4.1、10.3 m分别缩减至2.1、6.2 m,后滚筒截割尘流的污染区域由其中心下风侧39.8 m逐渐覆盖架前及人行道的全断面空间。     

基于数字分形原理的矿区粉尘时空分布与防治技术

为减少露天煤矿粉尘弥散对矿区环境及人员、设备的危害,本文以河曲露天煤矿为工程背景,开展了露天煤矿粉尘运移、分布及治理研究。结果表明:①利用现场监测手段分析了不同区域的粉尘浓度变化情况,确定了露天煤矿产尘主要区域。②将分形维数引入粉尘的运移和分布当中,研究了粉尘粒径、风速与分形维数之间的相互关系。③以高分子材料为主体进行化学抑尘剂的配比研究,研发了一种清洁高效、低成本的化学抑尘剂,该化学抑尘剂对于粉尘颗粒具有较好的捕捉效果并且能够在喷洒后形成薄膜防止二次起尘。     

超大采高综采面风流-粉尘耦合扩散特性研究

针对超大采高综采技术在煤炭高产的同时产生高浓度粉尘污染扩散的问题,应用Fluent软件对上湾煤矿8.8 m超大采高综采面风流-粉尘耦合扩散特性进行模拟,得到了较为准确的粉尘运动规律,对模拟结果分析并在现场进行数据测量比对验证了模拟结果的准确性。结果显示,风速在超大采高综采工作面中呈现增-减-增的规律,并且在采煤机附近发生大幅度的横向风流扰动;粉尘从滚筒产生后更易在机道侧扩散,靠近底板处粉尘浓度高,在采煤机下风侧100 m内形成了浓度大于1 000 mg/m3高浓度粉尘带。粉尘在各个高度空间内的分布相对均匀,但也呈现出了随高度的增加而减小的趋势。最终结合粉尘污染规律提出了滚筒喷雾与液压支架喷雾联合降尘及化学抑尘剂湿润底板等措施。     

化学药剂抑尘技术在白石湖露天煤矿的应用

针对白石湖露天煤矿41CY长焰煤挥发分高,易粉化破碎,粉尘污染严重的特点,在主要产尘点采用化学剂抑尘技术对粉尘污染进行抑尘。一定比例的抑尘化学剂溶液能够改变水的表面张力,使水与煤层之间由憎水变为亲水,达到溶液有瞬间有捕捉粉尘的能力,使粉尘吸附在大颗粒材料上随物流传送。现场实践证明该技术能够有效地治理粉尘污染。     

综采面采煤机割煤粉尘分布特性及防治技术

在对采煤机附近风速和粉尘浓度分布特点分析的基础上,采用组合喷雾,在滚筒处形成空间"立体交叉"式高压喷雾,对采煤机割煤产尘进行控制和沉降。分析结果表明:局部风速增高是司机作业区粉尘污染加剧的重要原因;逆风割煤时粉尘扩散加快,且采煤机下风侧粉尘浓度峰值较顺风割煤时高;采取控降尘技术后,司机位置和采煤机下风侧10 m处降尘效率分别为82.72%和86.63%。     

压入式掘进巷道风流粉尘运移规律及最佳压风量研究

掌握巷道内风流场局部特征和粉尘运移规律是解决巷道粉尘严重污染问题的理论前提。本文运用数值模拟与现场实测相结合的方法,利用FLUENT数值模拟软件对掘进巷道单压入式通风条件下的风流流场分布及粉尘运移规律进行了研究,并通过改变压风量得到了通风控尘效果最佳压风量;最后,通过现场实测验证了模拟结果的准确性。结果表明：掘进巷道在单压入式通风条件下,风流场可分为射流区、涡流区、回流区3个区域,其中风流速度变化在流场中主要呈现为射流区风速衰减较快,涡流区风速较小,回流区风速衰减较慢;粉尘运移过程中受风流影响较大,回流侧的粉尘质量浓度高于风筒侧,质量浓度超过350 mg/m³的粉尘主要集中在掘进机前方、涡流区域及回流侧;提高风筒压风量在一定程度上可以提高通风控尘的效果,但压风量过大会造成巷道内二次扬尘,当压风量为1 400 m³/min时,控尘效果最佳。     

采煤机机载除尘器抽尘风量对综采工作面风流场的影响

为了解决综采工作面采煤机割煤粉尘易受风流横向扩散而污染人行空间问题,以羊场湾煤矿综放工作面现场实际为研究背景,结合采场空间与开采设备空间配合关系,通过建立CFD数值计算模型,分析了采煤机机载除尘器抽尘风量与采场风流分布影响关系,通过实测论证了机载除尘器对采煤机割煤粉尘治理的有效性,为指导采煤机割煤粉尘治理提供技术支撑。结果表明：随着机载除尘器抽尘风量增加,在采煤机上风侧区域风速呈现逐渐增加趋势,人行侧风流速度总体呈减小趋势;当抽尘风量由92 m³/min逐渐增加到345 m³/min时,人行侧风流速度随抽尘风量增加而逐渐减小,人行侧风流速度由1.2 m/s逐渐减小到0.8 m/s,风速减小了33.3%;现场实测可以发现,机载除尘器处理风量155 m³/min时,人行侧风流速度减小了23.1%以上,人行侧风流速度明显降低,说明机载除尘器可以降低因采煤机阻挡而横向流动的含尘气流扩散程度。     

综采工作面采煤机在不同区域粉尘逸散规律数值模拟

为了探究综采工作面采煤机在不同区域的粉尘逸散规律,基于离散颗粒模型对综采工作面的粉尘扩散规律进行了数值模拟。模拟结果显示,采煤机在不同区域时粉尘扩散具有相似的规律性。采煤机在前部时,粉尘扩散范围最广,对人行道污染最严重;在中部时,粉尘运移时间较短,扩散范围缩小,对回风巷造成了一定污染;在后部时,粉尘扩散范围有限,但严重污染了回风巷。从整体上看,在不同区域粉尘煤机前滚筒及其下风侧附近常有高浓度粉尘团,其浓度高达4 000 mg/m~3;移架产尘会随风流不断沉降,采煤机在中部及后部时对回风巷造成较大污染。     

综采工作面风流-粉尘逸散规律CFD模拟分析

根据枣庄矿业3上301综采工作面的现场情况,应用FLUENT软件建立煤矿巷道模型,对综采工作面上的风流和粉尘分布情况进行模拟,分析得出粉尘随风流的逸散规律。模拟结果表明,综采工作面风流总体呈现出中间大、两头小的规律,风流在液压支架和煤壁之间会形成一段大于4m/s的高风速带;粉尘受到风流的影响,向下风侧以及人行道处逸散,由于采煤机截割和液压支架移架两道工序产尘的区域有所重叠,所以在距离移架产尘点下风侧9m左右,距离液压支架底板上表面1.5m左右的呼吸带范围,是综采工作面防尘关注的重点区域。     

教学三矿机采面割煤产尘运移与控制技术

采煤机司机是煤矿井下尘肺病易患群体之一,其防治已成为国家职业病防治的重点和难点,研究分析采煤机司机操作环境受污染的机理,提出相应对策是解决问题的关键。针对采煤机割煤产尘是机采工作面最大尘源的特点,采用数值模拟手段,分析采煤机割煤产尘的运移、扩散和分布规律,结果表明,受工作面尺寸和设备配置、风流和喷雾系统配置参数等综合影响,其运移和扩散分布是引起采煤机司机操作环境受污染的主因。提出通过外喷雾系统的优化配置,控制和降低割煤产尘向人行道侧运移扩散的技术方案,减少采煤机司机的接尘率,现场应用效果明显。     

胶粘捕尘系统捕尘效果研究

为了配合解决煤矿综采、综掘工作面粉尘浓度居高不下的问题,提出了一种胶粘捕尘的新思路,利用风机将含尘风流抽入密闭装置,在装置内设置涂有胶粘材料的捕尘网,风流通过时,由于粉尘颗粒受到惯性、截留、布朗扩散运动的作用,从而被捕尘网捕获,达到了除尘的目的。设置了试验装置进行了试验,结果表明,安装5层捕尘网时,总除尘效率在90%以上的时间可持续20 min。     

哈尔乌素露天煤矿粉尘监测与防治策略实践

基于大型露天煤矿生产工艺特性，分析了露天煤矿粉尘运移分布规律。着重对采剥扰动范围内易产生粉尘的特征点及粉尘运移分布规律进行了分析研究，构建了地面与空域粉尘在线监测系统，收集并分析粉尘数据。利用数据对采装环节实施针对性爆堆抑尘剂降尘措施，最终实现包含粉尘源头分析、过程监测、专项治理的监测与防治策略的闭环。其中，爆堆抑尘剂可有效降低工作面采装起尘65%以上，已取得较好的降尘应用效果。     

8m大采高综采工作面风流及呼吸尘分布规律数值模拟

针对大采高综采工作面风流及粉尘分布规律不清的问题,基于标准k-ε湍流模型和离散相模型,采用gambit软件建立了8 m大采高综采面顺、逆风割煤时的几何模型,并采用fluent软件模拟出在1.2 m/s的入口风速下巷道中风速及呼吸尘浓度分布情况。结果表明:采煤机正上方2～3 m范围形成了风速大于2 m/s的高风速区,高风速区在采煤机下风侧发生偏移,且高风速区在逆风割煤时比顺风割煤时约长30 m。采煤机机身上方1～2 m范围形成了浓度大于250mg/m3的高浓度呼吸尘区,横向扩散导致人行道3～5 m高度内呼吸尘浓度较大,且顺风割煤时影响区域更大。在采煤机下风侧呼吸带高度、呼吸尘浓度由煤壁向人行道方向减小,且顺风割煤时对人行道污染更严重。移架时产生的呼吸尘主要集中在顶部空间运移,且不易沉降。     

首山一矿综采工作面煤尘浓度-粒度分布规律研究

为了解决综采工作面粉尘污染严重且防治困难的问题，对首山一矿综采工作面粉尘颗粒浓度-粒度分布规律进行研究，并提出了尘源多级多维封闭雾化控除尘技术。结果表明：风流在采煤机滚筒处发生绕流及横移，风速最大达到2.5 m/s，在距采煤机约10 m处趋于平稳；在前滚筒中心下风侧9 m区域内形成高速风流带，平均风速超过2.0 m/s；在距移架10 m内的未移架区采空区形成长达38 m的高浓度粉尘带，浓度约1 629～2 257 mg/m³；前滚筒中心高度附近高浓度粉尘带长度达40 m，浓度约1 590～2 845 mg/m³；在人行道区域，粉尘颗粒粒径为0.25～10μm，对井下工作人员的呼吸造成巨大干扰。尘源多级多维封闭雾化控除尘技术应用后，现场呼尘平均降尘率为84.68%，总尘平均降尘率为88.52%。     

高深直溜井冲击产尘治理技术研究

通过对夏甸金矿高深直溜井卸矿过程中形成的冲击风流和冲击产尘规律进行了分析,提出了适宜于溜井卸矿的卸压措施,将冲击风速降低至10m/s以内,并在卸压的基础上采用高效湿式除尘器抽尘净化措施对冲击产尘进行治理,实践表明,采用卸压除尘治理措施后,溜井出口巷道内总粉尘浓度由600.8mg/m3降至12mg/m3,降尘效率达98%,呼吸性粉尘浓度从166.7mg/m3降至8mg/m3,降尘效率达95.2%,有效的解决了冲击产尘污染问题,为金属矿山溜井返尘提供了参考依据。     

综采工作面移架尘源粉尘-雾滴场分布特征模拟分析与工程应用

为了提高综采移架产尘喷雾降尘效率,利用CFD(计算流体力学)理论,对七五煤矿213综采工作面的风流-粉尘场、风流-雾滴场进行了数值模拟,揭示了粉尘及雾滴颗粒随风流的运移分布规律。通过现场应用与数值模拟相结合,对比单向喷嘴和双向喷嘴的降尘效果,结果显示,每5架液压支架,在顶梁上沿工作面倾向方向均匀放置3个喷嘴,在前探梁上沿煤壁法线方向均匀布置4个喷嘴的喷嘴组布置方式能覆盖综采工作面移架工序产生的大部分粉尘,并且降尘率达到85.47%,相比较传统单向喷雾提高了31.65%。对架间喷雾技术的改进,将有效提高我国综采工作面移架产尘粉尘防治效果,保障矿井的生产安全和工人的职业健康安全。     

用空气幕阻止粉尘向采煤机司机工作区扩散的模拟实验研究

利用相拟模拟实验方法，对综采工作面煤机工作时粉尘在工作面中的扩散规律进行了考察；发现粉尘向工作面下风侧扩散时，其扩散角受工作面的风速影响很大，工作面风速越小，粉尘的扩散角越大；同时，在实验室制作了４种喷口宽度不同的实验空气幕，利用这些空气幕，在给定不同的喷口风速条件下，对采煤机上隔尘空气幕的隔尘效率与空气幕的设计参数之间的关系进行了探讨，得出了空气幕的最佳喷口风速、喷口宽度。其结论对现场试验用空气     

大倾角综放工作面风流场及粉尘场的数值模拟

基于气固两相流动理论,结合大倾角综放工作面的实际特点,建立了大倾角综放工作面仿真模型。以采煤机割煤过程中的粉尘运动为研究对象,利用Fluent软件解算得到风流场、速度场和粉尘浓度场模拟结果:大倾角综放工作面倾角大,风流紊乱,风速较大,粉尘所受到的空气浮力大于粉尘自身重力,在采煤工作面漂移的时间延长,大量粉尘会随工作面主导风流向下风侧扩散,且其扩散的距离和对下风侧的影响范围大于近水平煤层或缓倾斜煤层。