机掘工作面粉尘扩散规律与气幕控尘技术

根据机掘工作面风流分布状况、粉尘扩散规律、气幕控尘机理及其影响因素的研究,确定了气幕控尘的控制区域、气幕控尘设备的主要技术参数及布置位置,在此基础上建立机掘工作面模拟降尘系统进行试验,结果显示使用气幕控尘后司机处的降尘效率达80%以上,气幕控尘效率达70%以上。     

粘结式隔尘帘降尘技术现场试验研究

针对煤矿综采工作面防尘工作目前存在的问题,在煤矿采掘工作面开展粘结式隔尘帘技术试验研究,提出多面空心球的选择、隔尘帘清洗、隔尘帘的制作工艺等研究内容与相关实验,最终形成用于井下巷道的粘结式隔尘帘降尘成套技术,利用粘结式隔尘帘的阻隔作用将粉尘控制在工作面喷雾降尘区,将穿过隔尘帘风流中的粉尘进行高效捕集沉降,进而降低整个工作面的粉尘浓度。     

旋转喷雾降尘装置在掘进机上的应用研究

为更好地治理煤矿井下掘进工作面的粉尘危害,改善作业环境,基于掘进工作面的产尘机理、喷雾降尘机理和隔尘降尘思路,设计了一种新型旋转喷雾降尘装置,并对其在掘进机上的机载应用进行了研究。旋转喷雾降尘装置从掘进面的产尘源点进行捕尘、控尘以及二次负压降尘,达到有效隔尘降尘的目的,降尘效果比原有喷雾系统明显。     

黏结式隔尘帘降尘效果试验研究

设计制作了多面空心球体隔尘帘、多孔旋转球型悬浮填料模型隔尘帘和混合型隔尘帘3种隔尘装置。并对3种隔尘帘加入黏尘剂进行现场试验:混合型隔尘帘效果较好,平均隔尘效率为44.05%,经第4道隔尘帘后呼吸性粉尘浓度降为12.71 mg/m3,风速在1.61 m/s左右,满足最优排尘风速要求;通过计算单个球体载液量及单位时间黏结剂溶液的减少量,结合现场实测,确定混合型隔尘帘的清洗周期为40 h。     

综采工作面隔尘空气幕纵向安装角合理确定的研究

指出粉尘对作业人员的危害 ,描述了综采工作面应用空气幕隔尘技术保护采煤机司机的方法 .提出综采工作面空气幕隔尘分区的概念 ,在此基础上进行了隔尘空气幕纵断面方向安装角度的计算机分析 ,得到有利于粉尘隔离的空气幕安装角度不大于 15° .研究过程及结果减少了现场工业性试验环节 ,节省了费用 .经工业性试验证明了安装角确定方法的合理性和正确性 .     

邢台煤矿综掘工作面泡沫抑尘技术的应用

针对邢台矿采掘工作面粉尘量大严重威胁人员健康的问题,在邢台煤矿综掘工作面应用了泡沫抑尘技术,结果表明,泡沫抑尘对全尘的抑尘效率达到90%以上,对呼吸性粉尘的抑尘效率达到80%以上,粉尘浓度由800～1000 mg/m3以上降低到100 mg/m3左右,呼吸性粉尘的浓度由150 mg/m3以上降低到25 mg/m3左右,抑尘效果显著.     

锚喷工作面粉尘治理试验研究

针对煤矿井下锚喷工作面的产尘特点,采用涡流控尘、控尘罩控尘与湿式除尘器除尘相结合的综合粉尘治理技术,分别对喷射机喷射产尘区和喷射机机身产尘区的降尘技术进行了试验研究并优化了相关技术参数和结构参数,最后通过模拟煤矿井下锚喷工作面锚喷作业时的工作情况对喷射产尘区和喷射机机身产尘区的降尘效率进行了试验。结果表明:采用综合粉尘治理技术后,喷射产尘区降尘效率达到98.4%,喷射机机身产尘区的降尘效率达到98.1%,极大降低了锚喷工作面的粉尘危害。     

基于数值模拟的综采面空气幕隔尘参数优化

为了获取综采工作面隔尘空气幕的合理设计参数,提高其隔尘效率,改善作业环境,以平煤八矿1240综采工作面为研究背景,利用计算流体力学软件Fluent6.3,对不同的空气幕出口风速和出口宽度下综采工作面空气流场及空气幕两侧的粉尘浓度分布进行数值模拟,研究确定空气幕最佳隔尘效果时的参数。研究结果表明:对于所研究的工作面,当出口风速为4 m/s,出口宽度为30 mm时,空气幕隔尘效果最佳,此时司机侧粉尘浓度最低。     

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。     

综放工作面采煤机喷雾控尘技术研究与应用

以羊场湾煤矿150201综放工作面为工程背景,通过对采煤机喷雾控尘风流场变化分析,建立了喷雾控尘数学模型,计算得出控尘喷雾角度及喷嘴数量,并结合采煤机结构,设计了适应该类条件的扇形雾幕控尘装置,实现了采煤机滚筒割煤扇形雾幕控尘,可有效解决割煤粉尘扩散污染问题|通过实验室测试及现场应用表明：扇形雾幕控尘装置在喷雾压力6～8MPa之间时,有效射程稳定在3.5m以上,有效覆盖面积可达4.9m以上|司机位置总粉尘和呼吸性粉尘浓度由原来的534.6mg/m和156.8mg/m,分别降低到146.8mg/m和48.6mg/m,降尘效率分别为72.54%和69.01%|机尾10m位置总粉尘和呼吸性粉尘浓度分别降低了73.85%和72.16%,研发的扇形雾幕控尘装置可有效降低采煤机割煤粉尘横向扩散问题,操作人员作业环境得到明显改善,效果显著。     

综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果分析

为了确定综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,分析了压风口与工作面不同距离时风流与粉尘流场运移规律,结果表明：压风气幕的形成主要由压风涡流风流场与工作面距离决定,若涡流风流场与工作面距离大于抽风口与工作面距离,可在压风口与抽风口间形成风流方向均指向工作面的压风气幕,压风口与工作面距离越大,涡流风流场与工作面距离越大,越利于形成压风气幕;数值模拟确定了50 mg/m3以上高浓度粉尘扩散距离随压风口与工作面距离变化的数学关系式;现场实测也显示,压风气幕阻尘效果明显,压风口距工作面30 m时,形成的压风气幕使距工作面10 m断面测点的粉尘浓度降至19.2 mg/m3,有效提高了除尘风机抽尘量,降低了现场粉尘浓度。     

多机并联空气幕引射风流及其应用研究

依据有效压力理论和射流理论，导出单机和多机并联空气幕引射风流的有效压力理论公式。在矿山对多机并联空气幕的引射风流作用进行现场试验研究。结果表明，在大断面运输巷道内，多机并联空气幕可以有效控制风流的方向，起引射风机的作用，且不影响运输和行人，在矿山具有广阔的推广应用前景。     

空气幕内气流场的数值模拟与分析

矿用空气幕是一种较好的风流控制技术。但由于现阶段研究还不深入,空气幕的结构设计、参数确定还仅依靠具体的实验分析,具有很大的局限性。采用有限元分析软件ANSYS对矿用空气幕内的空气流动进行仿真分析,得到流体的速度、压力的分布图,为矿用空气幕选择更合理的结构参数提供了依据。     

气动旋转射流风幕风速空间分布与控尘性能研究

摘要：为有效控制挖掘作业中由煤尘扩散引起的巷道内部环境污染,通过CFD软件数值模拟与相似实验平台相结合的方法,研究分析了气动旋转射流风速场的空间分布规律和控尘性能。研究结果表明：射流风速20-30 m/s时可形成稳定风幕;气相流场速度分布规律随射流风速的增大逐渐提高且风幕形成度越好,同时形成旋转的环状风速区域;射流风速随扩散距离沿流向迅速衰减,出口射流风速具有较高的衰减率规律,相似实验与数值模拟具有较好的相似度;最佳控尘射流风速为30m/s,测点1全尘浓度由433.9 mg/m3降至161.4 mg/m3,呼吸性粉尘由135.5 mg/m3降至55.3 mg/m3,测点2分别降至121.4mg/m3和30.3 mg/m3,气动旋转射流风幕单独用于控制掘进工作面的粉尘污染时,其控尘性能较低。     

全岩机掘面压风空气幕封闭除尘系统的研究与应用

分析了掘进工作面压风空气幕的形成机制,并采用k-ε双方程模型建立了单相风流流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用FLUENT软件对全岩机掘面压风口距掘进头不同长度时形成空气幕的状况进行了数值模拟,结果显示,随着压风口距掘进头长度的增大,压风形成覆盖巷道整个断面空气幕的能力不断增强,压风口距掘进头30 m时,在距掘进头约8.7 m的位置即可形成1.62 Pa的空气幕,是形成压风空气幕的最佳距离。设计了压风空气幕封闭除尘系统,在唐口煤矿南部回风大巷全岩机掘面试验了该系统压风口距掘进头分别为10,20,30和35 m时的除尘效果,数据表明,应用4种方式后,现场的粉尘浓度均有了明显降低,尤其压风口距掘进头30 m时,效果最为明显,全尘和呼尘的降尘率分别高达95.1%和96.1%,这与数值模拟结果一致。     

急倾斜特厚煤层综放工作面防灭火技术研究

神华新疆乌东煤矿+495 m水平B3+6工作面上部存在安宁渠小窑开采史,且B3+6煤层属Ⅰ类易自燃煤层,受井下工作面开采影响,地表裂隙发育、漏风严重。针对+495 m水平B3+6工作面存在的特殊开采条件,利用超前探测、超前注氮、架后埋管注氮、控风堵漏等综合防灭火技术措施,有效地防止安宁渠小窑开采区域、上覆老空区和本采空区遗煤自然发火,确保了该工作面安全回采。     

煤矿除尘技术的研究与展望

矿尘是煤矿安全生产中必须要考虑的因素之一,可导致尘肺病或粉尘爆炸等重特大事故的发生,给一线工人、煤矿企业和国家带来不可估量的灾难和损失。对泡沫除尘技术和风幕除尘技术进行了整理和归纳。泡沫除尘技术的提出极大地改善了喷雾除尘的效率,之后不断研制出新型发泡剂、泡沫发生器以及将泡沫除尘的具体应用等,但是该技术的研究仍存在空缺,成本太高和抑制粉尘的扩散使其无法广泛应用,在对泡沫除尘的研究过程中,应继续考虑如何使其从源头上减少粉尘的产生,同时抑制粉尘的扩散。风幕隔尘集尘系统有抽出式和压入式系统2种结构,在控制风流时,可以达到隔断、引射风流的目的,并且可以对风流增阻。目前,矿井风幕的理论体系与评价指标尚未完善,未来研究开发在完善基础理论研究的同时,将控制噪声技术、节能环保意识与自身的性能相结合。     

矿用空气幕控制井下循环风流的应用研究

针对安徽某铁矿井下辅扇所形成的循环风流,采用对比试验研究方法,开展了多机串并联空气幕控制井下循环风流的试验研究。研究结果表明:(1)串并联空气幕能有效控制两中段间的污风循环,引射风量达2～24m3/s,及时排出污风,有利于井下无轨柴油汽车的行车安全和保护作业人员的身体健康;(2)空气幕正常运行时能增加辅扇的有效风量,对辅扇运行的影响度较小;(3)空气幕运行噪声为82～92dB(A),对距离其约300m的作业环境干扰较小。作业人员经过空气幕时接触噪声的时间较短,对身体健康不构成危害;(4)串并联空气幕安装在运输巷道两侧的硐室内,其供风器出口风速低于4m/s,不影响行人和无轨柴油汽车的运行。