掘进巷道混合式通风数值模拟研究

依据气固两相流理论,以某金属矿掘进巷道内前压后抽混合式通风系统为研究对象,运用FLUENT软件对掘进巷道内爆破粉尘在混合式通风流场下的浓度分布进行数值模拟。通过改变混合式通风参数(压、抽风筒口与迎头面之间的距离、压抽风量配比),在不同的通风工况下通风15min后,分析比较巷道内的粉尘浓度分布,从而确定混合式通风最佳的通风参数。研究结果表明,压抽风筒距离迎头面太近或太远都不利于通风排尘,对于该矿巷道,当压风筒出风口与迎头之距L压=8~10m,抽风筒吸风口与迎头之距L抽=30~35m,压抽风量配比为1∶1.3时,通风除尘效果较好。     

快速掘进工作面长压短抽通风除尘技术优化

为解决马兰矿2#煤层快速掘进工作面粉尘浓度过高的问题,以12702运输顺槽掘进施工为背景,通过数值模拟、实地监测、理论分析等研究手段,对长压短抽除尘系统参数进行优化,确定压风筒距迎头最佳距离为15 m,压风筒出风量为650 m³/min,抽风筒距迎头3 m,抽风筒风量为500 m³/min,压抽比为1.3。通风参数优化后掘锚机司机处粉尘浓度减小56.5%,绝大部分粉尘控制在掘锚机前方,巷道回风侧粉尘浓度显著降低。     

综掘巷道大风量双压风筒下长压短抽除尘效果的模拟研究

煤矿井下大风量双压风筒综掘巷道具有产尘强度大、粉尘分散度高、巷道风速大等特点,严重威胁作业人员身心健康和矿井安全生产。为降低大风量综掘巷道粉尘浓度,基于CFD数值模拟软件建立了双压风筒综掘巷道物理结构,采用DPM模型,重点研究了单抽双压式通风下抽风筒入风口与巷道迎头之间的距离对掘进工作面粉尘运移规律的影响,分析了大风量双压风筒下长压短抽通风方式对司机位置作业环境的影响。结果表明：保持双压风筒出口距巷道迎头为4、5 m,压入风量为1 200 m³/min条件下,当抽风筒入口与巷道迎头之间的距离为8 m时,司机位置粉尘浓度为30～90 mg/m³,作业环境最佳。     

巷道掘进工作面压抽混合式通风下降尘技术研究与应用

为有效降低回坡底矿东一采区胶带延伸巷掘进工作面的粉尘浓度,通过建立压抽混合式通风数值模拟模型,对压抽风筒距离掘进工作面距离的最优组合方式进行研究,基于数值模拟结果结合掘进工作面具体情况对防尘技术方案进行具体设计,并通过布置测尘点验证防尘效果。结果表明:压入式风筒距离掘进工作面7 m,抽出式风筒距离工作面3 m时最利于降尘,防尘措施实施后,有效降低了工作面的粉尘浓度,保证了作业人员的身心健康。     

金属矿山掘进巷道长压短抽通风系统优化

为减少掘进巷道的粉尘危害,针对传统长压短抽通风方式存在通风效果不理想的问题,以金属矿掘进工作面为研究对象,通过改变风筒数量及布置位置,采用Fluent软件对掘进巷道传统长压短抽通风系统进行优化。数值模拟结果表明,将压风筒布置在巷道顶部,2个抽风筒分别布置在巷道两侧,与传统的长压短抽通风方式相比,当巷道两侧抽风筒布置在2. 5 m高度位置时,其巷道内粉尘浓度最低。结果可为金属矿掘进巷道粉尘治理提供依据,为掘进过程中局部通风系统提供理论指导和技术支持,对保障矿山安全生产具有重要意义。     

综掘工作面风筒最优布置数值模拟研究

针对掘进面生产期间风筒位置布置不合理造成粉尘浓度较高,利用数值模拟方法,研究抽出式、压入式、长压短抽式等通风方式中,掘进面风流和粉尘随风筒到掘进面距离的改变而变化规律,数值模拟结果表明：采用长压短抽式通风的掘进面,抽出式风筒口到掘进面的距离■,压入式风筒口到掘进面的距离L_y为■或■,最理想的距离■,■。模拟结果可为优化掘进面风筒布置、提高掘进面通风除尘提供一定的科学依据。     

巷道掘进混合式通风参数及除尘效果考察

混合式通风兼有压入式和抽出式的优点。巷道掘进采用混合式通风系统,对减轻炮烟污染,消除粉尘危害,改善掘进作业环境,保障工人身体健康,具有明显的效果。 混合式通风的排尘排烟除尘效果,与掘进作业条件、工作面尘源分布状况、合理地选配通风设备、风筒口的相互位置和抽压风量的配比等参数有着密切的关系。     

古书院矿掘进工作面混合式通风除尘技术的试验研究

介绍了湿式旋流除尘器在掘进工作面混合式通风方式下的除尘技术,以及压入风量与抽出风量、压入风筒口与抽出风筒口距迎头的距离等参数配比试验,分析得出较合理的抽、压风筒口位置和风量。在古书院矿92211掘进工作面的试验结果表明:长压短抽通风除尘能达到较好的除尘效果。     

古书院矿掘进工作面混合式通反除尘技术的试验研究

介绍了湿式旋流除尘器在掘进工作面混合式通风方式下的除尘技术，以及压入风量与抽出风量、压入风筒口与抽出风筒口距迎头的距离等参数配比试验，分析得出较合理的抽、压风筒口位置和风量。在古书院矿92211掘进工作面的试验结果表明：长压短抽通风除尘能达到较好的除尘效果。     

综掘工作面长压短抽通风系统风筒合理位置研究

为提高长压短抽式通风系统的除尘效率,以某煤矿I020908工作面为研究背景,结合实际巷道内粉尘分布情况,对不同风筒位置的粉尘分布进行数值模拟。分析结果表明,当压风筒距掘进面距离为22.5 m和抽风筒距掘进面距离为4 m时,巷道内涡流区面积最小,粉尘扩散速度较快,通风除尘效果最佳,风筒布置位置最为合理。     

高海拔矿山掘进面长压短抽式通风粉尘分布数值模拟

为了研究高海拔矿山的粉尘污染难题,以西藏自治区某铜多金属矿为工程背景,通过对比试验的方法确定高海拔矿山粉尘颗粒的主要粒径分布范围;根据气固两相流理论,运用FLUENT软件对长压短抽通风除尘系统的效率、最佳压入风量以及最优抽吸比进行数值模拟,并与现场测试结果对比分析。研究结果表明：长压短抽通风除尘系统在1 200 s时基本排出全部粉尘,压入风量取150 m3/min,抽吸比取0.9最为合适,同时数值模拟结果与现场实际变化规律基本一致,除尘效率达到90%以上,此时巷道内的粉尘质量浓度保持在0.5 mg/m3以内。     

不同吹吸风口位置掘进面粉尘扩散规律数值模拟研究

根据气固两相流理论,针对井下掘进工作面前抽后压混合式通风的特点,采用计算流体力学的离散相模型（DPM）对不同吹吸风口位置掘进通风工作面的粉尘扩散规律进行了数值模拟研究．研究结果表明,在抽风量和压风量不变的情况下,改变吹吸风口位置,掘进工作面的粉尘浓度场也随之发生变化,吸风口和压风口离掘进头太近或太远,都不利于控制粉尘扩散和通风排尘,对于断面为8m。左右的掘进工作面,吸风口距离掘进头2—2．8m位置,吹风口距离掘进头18～22m位置,通风效果较好．     

压抽比及风幕发生器位置对机掘工作面阻尘效果的影响

为了掌握压抽比β、风幕发生器与工作面距离L_w对风幕阻尘效果的影响规律,利用Fluent软件数值模拟了β及L_w不同耦合方式下的风流场及粉尘流场运移情况。结果表明,随着β降低、L_w增大,风幕发生器形成的径向旋流风幕逐步转变为轴向阻尘风幕,β越大、L_w越大,径向旋流风幕的阻尘能力越弱,粉尘的扩散距离Ld随之增大;β越小、L_w越大,形成的轴向阻尘风幕越稳定,Ld随之降低,且轴向阻尘风幕阻尘能力优于径向旋流风幕。根据数值模拟结果,结合生产实际,确定β为0.75、L_w为20 m是风幕阻尘的最佳通风参数设置,将该参数在回坡底煤矿东五采区胶带巷进行了工程应用,实测风速方向及大小与数值模拟结果相对误差较小,说明数值模拟结果较为准确,工作面内形成了厚约3 m的轴向阻尘风幕,现场高浓度粉尘被阻控在距工作面6 m以内、掘进司机前部巷道空间范围内,阻尘效果明显。     

综掘面尘源动态变化下粉尘场优化的风流调控研究

针对综掘面风流状态不能实时动态变化及粉尘源位置不断移动导致巷道粉尘聚集严重等问题,设计了风流调控下粉尘场模拟的正交试验方案,采用FLUENT软件模拟分析了尘源动态变化下风流调控参数对粉尘浓度分布影响规律,并运用极差分析法分析了风筒出风口口径、水平偏转角度、垂直偏转角度三个影响因素的显著性,确定了粉尘场优化分布的风流调控方案。对柠条塔矿S1212胶运巷道出风口距迎头5m和10m时的风流调控进行实际测试得出：回风侧行人呼吸带高度平均粉尘浓度分别降低33.4%和34.3%,掘进司机处粉尘浓度分别降低45.3%和40.4%,结果表明,根据实际需求建立出风口风流调控方案,对出风口风流状态进行调控可以优化粉尘场分布,降低粉尘浓度,改善通风环境。     

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。     

某煤矿通风系统智能优化

矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分,是矿井安全生产的基本保障。构建了矿井三维通风模型和通风智能优化系统,实现了通风参数的自动结算,达到对风速、风量、风压、瓦斯、粉尘及有害气体的在线监测,并可进行反风演练,对提高矿井安全生产、瓦斯、煤尘、火灾的防治,都有重要意义。     

岩巷机掘工作面抽出式通风除尘系统的设计与应用

为了解决红柳林煤矿44205回风通道（岩巷段）综掘工作面掘进粉尘污染及通风问题,基于44205回风通道综掘工作面生产工艺、位置等的考虑,提出采用抽出式通风,并对影响除尘效果的抽风量及抽风口与迎头的距离进行了计算、分析。根据计算结果优选出型号为FBCD№9.0/2×30的抽出式风机,并使用直径为800 mm的负压伸缩风筒进行通风除尘。通过应用表明：在抽风口与迎头距离在3 m以内时,司机位置处全尘与呼尘最高分别仅为1.3 mg/m3和0.7 mg/m3,显著改善了工作面的生产作业环境。     

综掘工作面压风分流控除尘技术研究与应用

为解决综掘工作面粉尘污染问题,掌握工作面长压通风分流控尘与短抽除尘参数最佳匹配关系,实现最大程度降低工作面粉尘浓度。本文以王家岭煤矿高产尘综掘工作面为研究背景,通过建立CFD计算模型,对比研究综掘工作面不同轴径向出风比的控尘效果,得到有效控尘参数范围,再结合现场实际应用进行验证分析,以此得到最佳控除尘工艺匹配参数。研究结果表明:在增加附壁风筒控尘后,在掘进机尾部形成沿巷道壁螺旋前进的新鲜风流透明风墙,能够将粉尘控制在工作面前部区域;在轴径向出风比为1∶3时,粉尘被控制在前部4 m范围内较小区域,并能满足掘进工作面最低风速要求,对掘进工作面前部粉尘控制作用明显。通过现场对比应用,当轴径向出风比为1∶3时,控降尘效果最佳,司机位置与掘进机尾5 m的总粉尘和呼吸性粉尘浓度可分别降低到26.1 mg/m3和12.7 mg/m3以内,其中控尘效率达到80%以上,总体控降尘效率达93%以上,降尘效果明显,有效缓解综掘工作面粉尘污染,减少了职业危害。     

掘进工作面干式除尘系统的优化研究及应用

为了实现安全高效绿色生产,在余吾煤矿应用了干式除尘系统,并且对该系统进行了优化研究。分别在掘进机司机处、转载机机尾处以及风机出口处布置3个测点测量粉尘浓度;探究了除尘器抽出式风筒与巷道压入式风筒组合方式以及抽出式与压入式风量比对除尘效果的影响。实验结果表明,当抽出和压入风筒分别距离迎头5 m和15 m,抽出风量与压入风量的比例为1.1时,各测点粉尘浓度最小,总体全尘和呼尘除尘效率分别达到97.8%和93.4%,除尘效果显著。     

高海拔特长斜坡道分段压抽通风系统及仿真

高海拔特长斜坡道通风具有线距离长、中段开口多、网路复杂、通风阻力大、通风不畅、温差大,受自然风压影响大、运输设备尾气和粉尘难以排除、低压缺氧时动力不足等难题.以锡铁山铅锌矿斜坡道为实例,在调查和分析的基础上,提出了分段压抽联合通风方案,并进行了技术方案设计和风机选型.采用VENTSIM软件对设计方案进行了仿真模拟,模拟...