金属矿山独头掘进巷道降温试验

金属矿山独头掘进巷道制冷系数是计算独头掘进巷道降温需冷量非常重要的参数之一,关系到能否达到预期降温效果及影响着降温工程的的经济投入。利用“金属矿山深部开采降温试验系统”分别模拟通风降温、加大风量降温、制冷降温、加大制冷降温4种条件下独头掘进巷道的降温过程,并分析独头掘进巷道降温效果,在通风及加大风量降温后,独头掘进巷道内温度先下降然后趋于稳定,再也无法下降,只有通过制冷措施,对独头掘进工作面进行降温。通过监测数据的焓差值计算出降温制冷系数,同时利用多次试验得出制冷系数范围在1.38~1.68,进而为独头掘进巷道降温设计提供设计依据。     

某金属矿山掘进巷道局部降温模拟

针对某金属矿山井下深部独头作业面高温热害问题,以巷道实际的开拓设计建立几何模型,利用FLUENT软件模拟巷道内的温度场变化。模拟巷道采用压入式降温通风系统,通过改变模型中风筒送风风速和温度,探究通风降温参数与巷道温度的相互关系。并在现场进行试验,验证通风降温机组实际运行的效果。结果表明:送风距离一定时,如果风筒送风风速越高,则掘进巷道内环境温度越低,降温效果就越好;若采深较大且存在热涌水等放热量较大的局部热源,送风距离的增大会使风筒送入的冷风温度快速攀升;风筒选用可伸缩性材料,送风距离可调控,有利于在更低的经济成本下改善掘进面热环境。模拟和现场检测具有较好的一致性。     

金属矿山深部开采水冷集中降温实践

目前夏甸金矿已回采至-980 m,深部开拓已达1 250 m,高温热害日益严重,通风降温已无法解决工作面高温的问题,为此通过热源分析确定井下总制冷量,选用KM1000型井下集中式制冷机组,采用井下集中制冷技术,通过现场应用,100 k W空冷器的独头掘进工作面温度由39℃下降至27.5℃,200 k W空冷器的独头掘进工作面温度由40℃下降至27.3℃,取得了较好的降温效果,保证了矿床安全高效回采,为同类深部高温金属矿山降温提供了有益的借鉴和参考。     

高原矿山独头巷道增氧通风数值模拟研究

以海拔高度为4 200 m的高寒缺氧环境自然条件为依据,对独头巷道增氧通风设计中的相关参数进行了计算。采用CFD方法模拟了供氧浓度为30%~50%条件下独头掘进巷道内增氧通风过程,分析了供氧量与供氧浓度的关系。为高原矿山巷道掘进供氧方案的制定提供了依据。     

高原矿山独头巷道增氧通风数值模拟研究

以海拔高度为4 200 m的高寒缺氧环境自然条件为依据,对独头巷道增氧通风设计中的相关参数进行了计算。采用CFD方法模拟了供氧浓度为30%~50%条件下独头掘进巷道内增氧通风过程,分析了供氧量与供氧浓度的关系。为高原矿山巷道掘进供氧方案的制定提供了依据。     

制冷降温掘进工作面的风温预测及需冷量计算

根据掘进工作面风筒内、外风流相互传热，相互影响以及风温沿巷道非线性变化的特点，指出了掘进工作面风温预测存在的问题．提出了独头巷道风筒内、外风流温度的差分计算的原理和方法，并依此编制了制冷掘进工作面风筒内外风流温、湿度和需冷量预测的计算机程序．大量的实例计算说明，该计算机程序不仅能准确计算出制冷降温掘进工作面风温和需冷量，而且能揭示掘进工作面风筒内、外风流温度的非线性变化规律，为高温掘进工作面制定合理降温措施提供了基础．     

高温深井矿山独头掘进巷道通风降温机理研究

针对高温深井矿山独头掘进作业温度高、通风难等问题,以海南山金抱伦金矿为原型,基于气固两相流理论,采用三维流体仿真软件模拟深井井下高温环境,根据不同通风参数下主运巷及独头巷道的温度场、速度场分布特征,研究风温、风速及岩温等对气流分布、温度分布特征影响规律。结果表明:独头巷道有效通风临界距离为7 m,巷道交接处会产生“8”字型涡流,涡流交错处断面平均温度达到最低值,超过7 m,需要采取局部通风措施改善作业环境;采用制冷设备进行降温时,制冷装置距离掘进作业点距离小于30 m,入口通风温度为20～25℃时较为适宜;对于高热巷道围岩覆盖一定厚度的保温材料,减少岩壁向气流中散热,可以有效降低巷道空气温度。研究结论可为高温深井矿山通风系统设计、局部制冷降温设计提供理论支撑。     

独头巷道的混合通风

苏联东方金属矿山科学研究所在西伯利亚矿产科研生产联合公司所属矿山条件下进行了巷道掘进安全和通风效果的研究工作。当独头巷道长度为150～500米时,用两台局扇配软风筒;当独头巷道长度超过500米时,用涡轮风机和金属密闭风筒进行了混合通风试验,并进行了验证。这些系统的空气动力学参数应满足下列关系式的要求:     

某矿盲斜井掘进局部通风系统设计

根据某矿矿井盲主斜井工程实际条件,结合矿井通风系统对掘进局部通风的风量、通风阻力、局扇选型、风筒规格及布置进行了设计,并根据施工的进展采用了不同的局部通风方式：在盲斜井掘进过程中,采用压抽结合的混合式局部通风系统,待盲斜井掘进贯通后,采用抽出式局部通风方式,为地下金属矿山独头巷道掘进通风提供借鉴。     

浅析长距离独头斜巷通风

基建矿井开拓时期,都要掘进长距离的独头巷道,长距离独头巷道掘进过程中会产生多种有毒有害气体、粉尘等污染物,严重威胁井下作业人员的安全和巷道的快速施工。长期以来通风问题一直是制约长距离独头巷道快速、安全掘进的瓶颈。     

基建矿井热害防治综合措施

针对基建矿井热害治理技术研究较少、 热害治理复杂的现状, 基于基建矿井掘进工作面作业环境温度高, 降温负荷大, 供风沿途冷量损失较大, 低湿空气与掘进工作面的热湿交换不充分,基建降温设备利用率低的矿井热害特点, 设计了非机械制冷和机械制冷方式相结合的基建矿井降温综合治理措施。 非机械制冷方式包括增加风量, 选择合理的通风方式, 双巷掘进, 采用双层隔热风筒通风, 控制热源和加强管理等。 当非机械降温方式无法满足降温需求时, 采取机械降温方式, 以赵楼基建矿井为例进行分析, 发现机械降温系统运行效果较好, 井下掘进工作面温度符合 《煤矿安全规程》 要求。     

掘进工作面智能通风控制系统的设计与应用

介绍了一种采用脉动通风技术与变频调速技术相结合的掘进工作面智能通风控制系统,该系统能够对瓦斯浓度传感器采集的瓦斯浓度信号进行分析判定,实时控制掘进工作面局部通风机的转速,从而实现对掘进工作面通风的智能控制.当瓦斯涌出时,系统发出声光报警,并加大局部通风机转速,达到快速稀释瞬间涌出的瓦斯浓度,确保煤矿掘进工作面的安全生产.     

综掘面粉尘场数值模拟及除尘系统研制与实践

为了解决矿井综掘工作面高浓度粉尘问题,结合矿井综掘工作面产尘特点,在对综掘工作面通风系统进行流场分析后,利用FLUENT软件,对综掘工作面粉尘场进行数值模拟,并分析了粉尘浓度分布规律,依据湿式振旋除尘原理,设计了综掘工作面附壁风筒封闭式除尘系统,并在枣庄矿业集团高庄煤矿3上1101轨道巷综掘工作面进行了现场应用。结果表明,矿井综掘工作面的全尘和呼尘的平均降尘率为93.0%和92.3%,取得了理想的降尘效果。     

基于Fluent的掘进工作面通风热环境数值模拟

基于计算流体动力学和矿井通风理论,建立掘进工作面通风的k-ε紊流模型,导出描述掘进工作面风流紊流流动和温度分布的微分方程。通过分析掘进巷道模型的边界条件,利用Fluent软件模拟压入式通风的风流与巷道围岩和机械设备散热的热湿交换过程,采用TECPLOT软件进行后处理,显示不同供风量下的速度矢量图和风流温度变化。模拟结果表明,增大供风量可以降低巷道温度,但供风量过大,降温效果越来越不明显,仅依靠通风方式无法改变高温现状。     

金属矿山深部掘进巷道热交换模拟测试平台设计

基于深井采矿热害控制问题,研发设计了金属矿山深部掘进巷道热交换模拟测试平台。该测试平台按照相似理论将井下掘进巷道简化为长方体硐室。利用电加热膜模拟井下各类热源,加湿器加湿模拟井下高湿环境;制冷降温装置由制冷机组、空冷器和冷风风管等构成。试验平台采用西门子300PLC系统进行实时监测以及远程操作,对工艺流程上设备运行的工况、生产流程中的工艺参数进行实时采集,并将采集的数据传送到上位操作画面,由上位机根据工艺要求,对设备、工艺过程、工艺参数进行自动控制和操作。试验平台能够在实验室内模拟井下真实热湿交换环境,模拟巷道流场、温度场及湿度场的变化规律,研究制冷降温系统的匹配优化和冷量在工作面的配送方式对降温效果的影响因素等,对于解决目前深井开采面临的问题具有很好的现实意义和推广应用价值。     

寺河煤矿综掘工作面煤壁瓦斯涌出参数测试与分析

通过对寺河煤矿2301s工作面北翼胶带巷综掘工作面瓦斯涌出参数的测试及涌出特征的分析,得出2301s工作面北翼胶带巷煤壁落煤瓦斯解吸强度与暴露时间的关系近似为双曲线关系,建立了掘进工作面单位时间内煤壁瓦斯涌出量数学模型,为2301s工作面及寺河煤矿瓦斯涌出规律的研究提供了依据。     

掘进工作面局部通风参数对瓦斯分布影响研究

为了研究矿井掘进工作面瓦斯异常涌出时局部通风参数对于瓦斯分布的影响,利用Fluent软件,建立了巷道三维模型,分析不同通风参数时掘进巷道瓦斯分布情况.研究结果表明:初期瓦斯积聚在巷道底部,在风流和浮力作用下瓦斯向出口和上方运移,风流稳定后,瓦斯积聚在掘进迎头附近下部,后方瓦斯分布较为均匀;风筒布置位置对于回风流瓦斯浓度...     

井下铁矿巷道掘进工作面超前预警探测

金属矿山井下巷道施工过程中掌子面前方的地质条件复杂多变,尤其存在采空区或含水采空区时,安全危害极大。为保障矿山开拓巷道施工安全高效,进行相关的超前预警探测研究显得非常重要。为此,利用最新型的瞬变电磁法测量设备,使用自制多匝-超多匝重叠小回线测量装置,采用扇形布点的数据采样方式,运用多种数据处理解译方法,在井下铁矿-10 m中段掘进巷道掌子面前方成功发现含水破碎带和遗留老旧采空区。其成果表明井下瞬变电磁法可以实现金属矿山掘进巷道掌子面的超前预警探测,为金属矿山安全生产提供技术保障。     

浅析42216-1巷道锚杆支护技术

针对榆家梁煤矿42216-1掘进面上覆基岩薄且松散的特点,采用数值模拟及理论计算并结合工程实际,得出锚杆最佳间排距及长度。现场检测巷道无明显下沉,取得了良好的支护效果。