矿用除尘泡沫的实验研究

泡沫独具的润湿性、覆盖性和良好的黏附性等优点,使得泡沫除尘比一般的除尘方式效率要高的多。通过研究影响发泡的因素,得出了气体流量与发泡倍数呈"抛物线"型的关系,实验发现最大发泡倍数对应的最佳气体流量大致在60～80 m3/h,超过或者小于该区间,发泡倍数都会降低;管路长度对发泡倍数影响也较为显著,一定范围内,二者近似呈线性关系。     

浅埋深综放工作面采空区自燃危险区域判定

根据安家岭一号井工矿4106工作面的实际情况,采用现场实测与数值模拟相结合的方法对该浅埋深综放工作面采空区自燃危险区域进行了研究,以采空区松散煤体气流微循环非线性渗流模型、采空区松散煤体温度分布数学模型和采空区松散煤体内氧气迁移模型为基础,建立了基于FLUENT的采空区氧浓度分布三维数学模型,模拟结果与现场实测数据基本吻合,为准确划定浅埋深综放工作面采空区自燃危险区域提供了新的技术手段。最后,根据采空区自燃危险区域范围确定了上隅角预埋管灌注三相泡沫与下隅角预埋管注氮气交替实施的防灭火工艺,实施效果良好。     

掘进工作面附壁风筒控尘特性研究

掘进工作面是矿尘产生的主要区域。附壁风筒通过分风降速形成隔断空气幕,可有效控制粉尘。本文基于气尘两相耦合物理模型分析了中小掘进工作面附壁风筒控尘效应。研究表明,附壁风筒可将高浓度粉尘控制在掘进工作面前狭小空间,最高粉尘浓度可达常规风筒的5.65倍,附壁风筒在风筒出口附近控尘率最高,进风侧自上而下控尘率逐渐降低,回风侧控尘率呈现相反规律;当附壁风筒距掘进工作面3～5 m时,掘进工作面二次扬尘及后方的旋涡区逐渐消失,巷道内粉尘浓度被控制在50 mg/m~3左右,控尘效果最佳。现场实践表明,采用附壁风筒后,中小掘进工作面除尘风机在掘进机司机处和回风侧的除尘效率分别提高了29.4%和36.1%,控尘、除尘联用效果显著。     

煤矿泡沫降尘发泡特性实验研究

阐述了泡沫的形成及聚并机制,探讨了泡沫最终稳定形成所需的条件,并通过构建完整的泡沫发生系统,设计新型的泡沫发生器,研究得出了供风量与产泡量之间呈先增大后减小的"抛物线"型关系,超过最佳风量(44~47m3/h)后,液气逐渐分离,消泡现象明显,泡沫因不能获得足够的气体动力,产泡量开始减小;泡沫驱动压力上、下限与水量呈"剪刀状"关系,水量小于0.703m~3/h或者大于1.052m~3/h时,驱动压力变化剧烈,最大波动幅度9.1%,当水量在0.798~0.948m~3/h时,驱动上限与驱动下限值重合,泡沫驱动压力趋于稳定,近似维持在0.068~0.069MPa;风量对泡沫的喷射有重要影响,风量为65m~3/h时,喷射距离可达3m,但单纯依靠提升风量来进一步提升喷射距离存在局限性。     

泡沫降尘技术在转载点的应用

通过研究降尘泡沫的特点和转载点粉尘的产生机理,有针对性地设计了泡沫降尘的工艺流程。最后根据平顶山一矿明斜井机头转载点的实际情况,构建了转载点泡沫降尘系统,通过在煤仓上方安装能产生大角度的扇形泡沫喷头,覆盖产尘点,阻断粉尘扩散通道,取得了良好的效果,数据显示,泡沫降尘效率可达89.73%,对呼吸性粉尘的降尘效率也达到了83.75%,同时,降尘后悬浮空气的平均全尘浓度为6.32mg/m3,呼吸性粉尘平均浓度为4.64mg/m3,符合国家标准,降尘效果非常明显。     

细水雾对有限空间火灾的研究分析

对细水雾的灭火机理和消烟理论,进行了较为系统全面的阐述。同时结合实际,进行了细水雾扑灭有限空间火灾的试验,并对试验过程中,60～90s出现的＂飘忽不定＂现象进行了解释。通过细水雾的消烟实验发现,细水雾对降低烟尘颗粒有很好的效果。     

基于CFD数值模拟分析综掘工作面粉尘迁移规律研究

针对目前综掘工作面产尘量大、空间狭小、粉尘浓度高、降尘难度大的问题,基于CFD离散相解算模拟技术,通过建立全尺寸掘进面巷道模型,对比研究在压入式通风条件下割上部与下部煤(岩)时,粉尘在掘进巷道的纵向与横向运移规律.掘进头模拟结果显示,在掘进头风流场中有两处涡流区域,一处位于掘进机前、中部,一处位于掘进机右侧后部.涡流的卷吸作用会导致这两处有明显的粉尘聚集,非常靠近掘进司机的位置,影响范围分别近似为1 m×3 m与0.8m×1.5m的矩形区域,最高浓度约为500 mg/m3.同时还研究了通风量对风流场涡流区域粉尘聚集区域的影响,对比发现增大通风量可有效减小粉尘聚集区域的浓度.     

综掘机泡沫降尘技术研究及其应用

 近年来,潘三矿综掘机械化强度迅速提升,粉尘灾害日益严峻,为此,作者通过深入分析综掘面产尘机理,采用了泡沫降尘新技术,并科学合理设计泡沫降尘工艺,有效降低了综掘面粉尘浓度,净化了作业环境,测试结果表明：在司机侧泡沫降尘时全尘浓度由原来的1103mg/m3降低为308.8mg/m3,呼吸性粉尘由原来的596mg/m3降低为149mg/m3,降尘效率分别为72.4%和75.2%,与外喷雾相比,分别是其降尘效率的2.52倍和3.08倍,降尘效果非常明显,同时,泡沫降尘成本较低,约占总投入的1.8%~2.2%,经济性明显,具有广阔的实用推广性。     

高倍阻化泡沫治理大空间巷道煤自燃火区工程实践

结合煤矿泡沫灭火的现场条件,研制了新型螺旋射流式泡沫发生装置,通过分析矿井大空间巷道煤自燃火区形成过程及特点,提出了泡沫灭火钻孔实施方案及高倍泡沫灌注工艺,确定了泡沫发生系统运行最佳工况。大空间巷道火区高倍泡沫灭火实践表明,高倍阻化泡沫灌注后,火区温度降至14.0℃左右,CO浓度降至0.001%以下,大流量高倍泡沫的成功实施确保了启封过程的安全,一定程度上丰富和发展了我国煤矿火灾防治理论与技术体系。     

两相泡沫发生器及其产泡特性研究与实践

为了解决采空区空洞火区高位火源问题,采用了两相泡沫技术并设计改进了一种新型气液两相泡沫发生器,采用射流喷嘴、螺旋喷头、渐扩式混合腔结构部件,解决了传统网式发泡器泡沫液分布不均和形成泡沫稳定性较差的问题。并将该设备成功应用到露天矿采空区空洞火区治理之中,取得了较好的治理效果,为现场应用提供依据。