矿山井巷测风方法的探讨

矿井风量的准确测定是通风管理的基础和依据。分析与讨论矿井井巷测风方法的不足及存在的问题,有利于改进矿井测风方法。通过风量测定的理论计算和对现场风量进行实际验证,提出了井巷中心定点测风法和井巷平均风速点测风法。新的测定方法的提出,从理论及实践操作中确定了在距矿山井巷顶、帮1/4井巷半径处为井巷紊流风速的平均点的论点,为今后矿井风量的准确测定提供了较好的方法,在一定程度上解决了目前测定风速慢、可靠性差的难题。     

基于CFD的定点风速测定法的分析

为了准确测量巷道风速,针对井巷平均风速定点测风法,通过CFD计算流体力学的相关知识,对梯形、半圆拱形和方形3种巷道内部的风速分布进行了数值模拟分析,验证了平均风速定点测风法的可行性。     

风量在线监测取压方法及装置研究

为实现矿井风量的准确实时在线监测,对比分析了现有风量在线监测方法的主要特点,结果表明静压差测风法是理想的实时在线监测方法。基于静压差测风法的测量原理,分析了该方法和装置存在的不足。针对风量在线监测方法的局限,结合工程安装需要,提出了新的取压方法,并设计了与其配套的取压装置。在枣泉煤矿的运行结果表明:静压差测风法监测和人工实测风量的绝对误差-2.69~4.31 m3/s,相对误差-2.68%~4.81%。可见静压差测风法测量准确,避免了风流紊乱和扰动对测值的影响,解决了取压装置易堵塞的问题,为煤矿企业数字化管理通风系统提供了技术保障。     

矿井测压测风技术的研究与应用

针对目前矿井在测风过程中存在测量过程影响因素较多、测量结果误差大的现象,高庄煤矿利用压力与速度的关系,通过井下现场的实践,研究制定了通过测压来计算风量的一套可行的计算方法,通过测压测风法,可以更准确地计算出巷道的风量。     

绘制“测风员校正曲线”克服对风速值的人为影响

本文对间接测风法产生的人为风速误差原因进行了分析，采用“群测”手段绘制“测风员校正曲线”，较好地克服了人为对风速测值的影响。     

煤矿主通风机风量的测定方法及优缺点分析

煤矿主要通风机是负责全矿井或某一区域通风任务的风机。风量是考核矿井主通风机性能的重要指标之一,准确测定主通风机风量是煤矿主通风机性能测定的重要工作。目前最为常用的风量测量方法有机械风表人工测量法、皮托管压差间接测定法、全压管附壁静压片测定法、风速传感器直接测风法和静压差间接测量法。每种方法都有其优缺点,在主通风机测试时需根据煤矿主通风机的风道形式及安装情况选择适宜的风量测试方法,才能保证风量测试数据的准确性和科学性。     

煤矿现场主通风机风量测试方法及优缺点分析

风量是考核煤矿主通风机性能的主要指标之一,准确测量主通风机风量是煤矿主通风机性能鉴定的重要工作。目前最为常用的风量测量方法有皮托管压差间接测量法、风速传感器直接测风法、静压差间接测量法、机械风表人工测量法和全压管附壁静压片测定法。每种方法都有其优缺点,在主通风机测试时,需根据煤矿主通风机的安装情况选择风量测试方法,才能保证风量测试数据的准确性和科学性。     

巷道平均风速测定装置研究与应用测试

针对矿山走线法测风时人员手持风表所走轨迹速度差异致使风量测量误差较大的问题,研究设计出一种新型巷道平均风速测定装置,该装置采用在固定轨道上匀速走线方式测定风量,克服人工测量的弊端。同时对装置进行实际可靠性风量试验测试,测试结果显示在不同风速条件下,装置测定结果与实际风量误差均小于2%,精度远高于人工测量,可更准确地反映矿山实际风量值,该装置可广泛应用于矿山定点风量测定中。     

对用皮托管法测算平均风速误差的试验考察

通过在“新型多功能矿井通风实验装置”进行的 3种风速 (高、中、低 )条件下的模拟试验 ,对用皮托管测风法所测的同一组数据 ,采用 2种求算风道平均风速的方法进行了计算 ,结果表明 ,两种算法的相对误差不大于 1 0 % ,且风速愈高 ,相对误差愈小。     

提高巷道风量测定精度的最大风速法

采用测定巷道中心最大风速的方法获得巷道平均风量,首先推导出巷道最大风速与巷道平均风量的相关关系,给出了风速分布系数的测定与计算方法、适用范围。使用该方法测风可提高测风的速度与精度,减少测风误差,还可将风速传感器获得的风速直接转化成风量,实现对矿井风量的监测监控。     

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。     

巷道断面风流分布规律试验研究

为研究巷道风流分布规律,并依此为井巷风量精确测定提供指导,利用自行改造设计的试验系统对圆形巷道断面风流分布规律进行研究,结果显示同一巷道断面风速变化趋势与风速无关,风速沿巷道中心线至巷道壁呈现逐渐减小的趋势,且巷道风流在靠近边壁约20%距离处存在风速骤降区,实际风速测定时应考虑此区域对风量测定的影响,同时利用曲线拟合的方式对巷道风流分布进行进一步分析,该拟合具有较高可信度,可依此计算巷道断面任一点的风速值。     

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。     

大面积悬顶采空区防冲击密闭墙设计方法探讨

针对隔离大面积悬顶采空区与生产区的防冲击密闭墙的设计,选取以垮落面积、采高、巷道数据、断面尺寸、面积采出率、风速损失系数等为主要指标的采空区巷道空气冲击速度简化计算方法,并以四边简支板在均布荷载作用下的内力分析方法进行抗剪、抗拉、抗压强度分析校核,以此确定防冲击密闭墙的尺寸。算例分析结果表明：以该方法计算确定的密闭墙强度及厚度与工程实际较为接近,且安全系数更高,该方法可作为大面积悬顶采空区防冲击密闭墙的一种设计方法。     

高巷道风表移动路线的改良

矿井巷道风速的准确测定是通风管理的基础。针对高巷道,明确目前风表移动路线存在的问题,通过对巷道风速分布的分析,提出新的风表移动路线。新的风表移动路线提高了风速测量的精确度,在一定程度上解决了高巷道风速测量值偏低的问题。     

胶带输送巷道粉尘运动规律的数值模拟

为解决胶带输送巷道粉尘浓度高的问题,获取通风除尘设计的合理参数,改善作业环境,以西石门铁矿提升车间系统11/96胶带输送斜井为研究背景,依据气固两相流理论,运用Fluent软件对胶带输送巷道粉尘运动规律进行数值模拟,并与现场实际的粉尘浓度分布情况进行对比分析,模拟结果与实测数据基本一致。研究结果表明,壁面条件、胶带输送速度及巷道风速是影响胶带输送巷道粉尘浓度的3个重要因素。在通风除尘设计中,最优排尘风速以3 m/s最为合适,粉尘浓度保持在4 mg/m3以内。同时,保持墙面润湿、减小胶带输送速度也能在一定程度上提高降尘效果。     

导风板治理巷道局部高顶瓦斯积聚数值模拟

采用CFD软件对巷道局部高顶瓦斯积聚进行三维数值模拟,模拟结果直观显示了局部高顶内风速较低、涡旋的存在和高浓度瓦斯的积聚状态,并重点模拟计算了采用导风板治理局部瓦斯的效果,最终得出采用导风板30°倾斜设置可有效消除高顶瓦斯积聚的最优方案。     

干式除尘器在煤矿岩巷综掘工作面的研究与应用

为提高底抽巷施工进度，顺和煤矿引进悬臂式掘进机进行岩巷掘进。由于综合机械化水平的提高，割岩过程中产尘量随之增加。通过比较，干式除尘风机较湿式除尘风机优点:①能源消耗；②操作简单维护方便；③除尘效率高并且效果稳定；④环境舒适；⑤文明卫生。根据使用地点供风量，选择KCG-600D型干式除尘设备。除尘风机除尘效率低的原因:①工作面压风量大于吸风量，风量不匹配，造成部分含尘风流混入回风流，污染巷道环境；②迎面墙风速过高，除尘风机吸尘时间短，不利于除尘风机有效工作。将压风风筒距离工作面保证在15~19 m，除尘风机风筒吸风口距离工作面5~6 m，除尘风机吸尘口向巷道中部，口微微向下，前0.3 m不用吊挂让其自然下垂。在保证工作面风量充足的情况下，合理设置“长压短抽”通风距离，降低工作面风速，含尘气流绝大多数进入除尘风机，得到有效净化。     

隔断或引射风流型矿用空气幕理论模型分析

利用Matlab语言，借助计算机绘制了隔断风流或引射风流型空气幕有效压力数学模型三维效果图。在其三维坐标系中分析了其空气幕引射风量Q与风机台数n、空气幕出口风速V_c、安装空气幕巷道的通风阻力ΔH、巷道风阻R、空气幕出口断面积S_c等之间的变化规律。并对空气幕隔断风流和引射风流的特性进行了试验研究，为矿用空气幕的实际应用提供了可靠的理论与技术指导。