高海拔矿井风机通风降效特征的研究

高海拔地区低压缺氧是导致高海拔矿井作业人员和某些设备降效的根本原因。基于矿井通风学原理,对比分析了不同海拔条件下的风机通风参数变化规律。针对高海拔矿井风机通风降效的本质,研究了采用增阻加压方式达到相同氧含量条件下的风机通风参数变化及通风降效特征。研究结果表明:和低海拔相比,高海拔矿井在风机风量相同的条件下,风机实际输出功率变化不大,但通风气流密度和氧含量下降较多,通风环境明显恶化;通过增阻加压方式达到目标海拔相同氧含量,所需的风机风压和功率大幅提高,通风效能水平显著降低。     

高海拔对矿井轴流式风机性能影响及风机合理选型

高海拔矿井所处环境气压低、空气密度小,导致风机在高海拔环境工作性能明显下降。本文基于风机设计基本理论和矿井通风学原理,研究了高海拔低空气密度对矿井轴流式风机工作性能和配套电机功率的影响,结合实例分析了高海拔矿井风机及配套电机的合理选型方法。研究结果表明:与平原地区相比,高海拔地区的风机体积流量不变,但质量流量下降;风机风压随着空气密度下降而减小,实际风压远低于风机选型的样本风压;电机运行时温升增加,绝缘材料老化加速,电机输出功率下降。     

高海拔矿井局部增压通风系统设计与效果分析

为改善高海拔矿井作业场所低压低氧的环境,对高海拔矿井局部增压通风系统进行设计。基于增阻、增能和堵漏3种作业场所局部增压方式的数学模型,采用Ventsim对高海拔矿井局部增压通风系统进行构建和模拟。结果表明,增阻通风、增能通风和堵漏3种局部增压方式均能实现工作面的增压效果;但增能与增阻结合的增压方式较单一的增压方式效果更好。当风机为37 kW的矿用轴流通风机,风窗的风阻值为4.000 N·s²/m⁸时,工作面压力上升730 Pa,相当于海拔下降150 m。因此,高海拔矿井局部增压通风方案可有效改善工作面低压低氧的现场环境。采用该优化方案对西藏某矿井进行通风网络解算,使风流得以最大限度地流入采场,实现了按需通风,为解决高海拔矿井作业场所缺氧问题提供了参考方案。     

高海拔矿井通风浅析

高海拔气候的特点是大气压力低,空气稀薄缺氧,气候干燥寒冷.人们在高海拔地区常发生头痛头晕,心脏扩大,消化不良,呼吸道粘膜损伤等高原病症.且发病率随着海拔增高而增高.高海拔地区的井下空气,由于在采掘过程中受释放有害气体和煤岩灰尘等污染,缺氧更甚,严重地影响矿工的身体健康和劳动生产效率.因此高海拔矿井通风是一个值得研究和急待解决的问题.     

高原环境下矿井最低排尘风速的数值模拟

为降低高海拔矿井开采过程中的粉尘污染,改善通风除尘效果,减少矿井粉尘对作业人员的危害,依据圆管湍流特征对井巷风流分布规律和粉尘受力情况进行分析,建立了最低排尘风速的理论模型;并根据海拔上升导致的环境参数改变,对排尘风速的变化进行定量分析。根据实测结果,以拉萨市甲玛矿4490分层6号探矿巷为研究背景,采用Soildworks和ANSYS建立掘进工作面通风除尘模型。在风流流场模拟的基础上,对不同海拔高度下各粒径的粉尘运动轨迹进行数值模拟研究。结果表明,粉尘在风流的携带作用下向前扩散,粒径越小,扩散距离越远;当海拔上升环境参数改变后,粉尘颗粒的受力情况发生变化,运动状态也随之改变。在相同风速条件下,当海拔升高后,颗粒沉降速度增大,扩散距离变短,风流中粉尘质量流率下降,特别是呼吸性粉尘;0.25 m/s的风速难以将呼尘全部携带排出工作面,存在二次飞扬的可能,所以高原环境下的排尘风速应随环境参数变化进行调整。因此,为了将作业过程中产生的呼尘排出工作面,对各个海拔高度不同风速下的工作面沿程呼尘质量浓度变化进行分析,得到了不同海拔高度的最低排尘风速。将模拟得到的风速值与理论模型进行比较分析,误差均在...     

试论压入式通风在高海拔矿井中的应用

高海拔矿井通风是特定地域内的产物，它的客观存在对以往低海拔矿井所运用的一些规程、要求、方法和效果提出了不容忽视的质疑，以人为本，改善高海拔矿井的通风效果，提高高海拔矿井的劳动卫生条件，论文专题探讨压入式通风可望改善高海拔矿井通风效果的初步研究。     

单风机矿井通风网络非稳定流动模型及MATLAB数值模拟

根据井巷风流一维非稳定流动的微分方程和巷道内风流非稳定流动的数学模型,基于矿内空气动力学和矿井通风网络理论,建立了单风机矿井通风网络非稳定流动的数学模型。应用刚体理论和有限差分法,对模型进行求解,并利用MATLAB模拟了风机切断电源后分支风量的变化,得到了分支风量随时间变化的曲线。     

单风机矿井通风网络非稳定流动模型及MATLAB数值模拟

根据井巷风流一维非稳定流动的微分方程和巷道内风流非稳定流动的数学模型,基于矿内空气动力学和矿井通风网络理论,建立了单风机矿井通风网络非稳定流动的数学模型。应用刚体理论和有限差分法,对模型进行求解,并利用MATLAB模拟了风机切断电源后分支风量的变化,得到了分支风量随时间变化的曲线。     

空气参数对矿井风量、瓦斯涌出量的影响

该文针对空气参数对矿井通风的影响,进一步分析了自然风压随季节变化,矿井风量的变化规律;大气压随季节变化,瓦斯涌出量的变化规律以及瓦斯涌出量随通风负压的变化规律,掌握这些规律,有利于防止通风事故的发生。     

自激式水幕除尘机理及除尘效率影响因素的试验研究

为改善自激式水幕除尘器的工作性能,通过试验分析了自激式水幕除尘的除尘机理,探讨了影响水幕效果的关键因素,并对所得数据进行整理,得出了除尘效率随挡板高度及风机运行频率的变化关系,有助于对该类型除尘器进行优化设计.     

空气旁路对空冷凝汽器性能的影响分析

翅片管因变形存在的缝隙、波形板隔墙密封不严、单元门或隔离门敞开,都会使空气绕开有效换热面而形成旁路。空气旁路会造成空冷凝汽器性能降低,机组背压升高,不利于节能。通过改变迎风面面积,或通过区分有效流量和无效流量的方法量化了空气旁路对空冷凝汽器性能的影响,同时又分析了空气旁路对风机耗电量的影响,并且对330MW机组空冷系统空气旁路的影响进行了实例计算。结果表明,空气旁路使空冷凝汽器凝结温度(或背压)有明显的升高,风机电耗也有明显的增大,空气旁路对空冷凝汽器的影响不容忽视,封堵可以起到事办功倍的效果。     

高海拔矿井设计中的几点设想

我省煤矿大都地处海拔较高的地带,如大通矿务局地处海拔高度2500m左右;热水煤矿地处海拔高度3600～4200m.随着海拔高度的增加,生产环境、生态环境、生活环境、设备及劳动效率、矿井通风、地面建设等与低海拔矿井设计相比都有较大的不同,其困难程度和遇到的问题多而复杂.一、居住区和部分福利设施的设置根据多年来的生产实践,高海拔矿井的居住区和部分福利设施不应设置在矿区内,应设置在条件较好、交通方便、海拔较低的城镇地区,作为高海拔矿井的后勤基地.这样设置有以下几个好处:     

高原矿井掘进工作面截割粉尘污染效应及通风控尘参数分析

为降低高原矿井掘进工作面开挖过程的粉尘污染,改善工作面整体施工环境,根据海拔上升环境参数的变化,运用数值模拟软件对黏性流体及粒子运动特性的变化规律进行分析;研究掘进机动态截割煤岩时粉尘的污染效应,分析不同海拔高度下颗粒物的扩散及沉降特性,并根据颗粒物的扩散特性对高原矿井掘进工作面通风"控尘"及"排尘"参数进行确定。结果表明:截割落岩形成的粉尘受截割头运动和掘进工作面涡流的影响,粒子主要沿截割臂向回风侧方向运动,截割左侧岩体时涌向司机工作区的粉尘明显多于右侧,且以粒径在40μm以下的颗粒为主。受海拔上升环境参数改变的影响,流体性质会发生变化,导致颗粒受力情况和运动轨迹改变,扩散距离变小,沉降加快,其中对PM₅以上的微粒影响较为明显;虽然海拔上升流体携带粉尘的能力减弱,导致掘进工作面沿程粉尘质量浓度下降,但粉尘沉积量会增多,存在二次飞扬的风险。在掘进工作面安装压入式"附壁控尘风筒"后,会在掘进工作面形成顺时针旋转涡流风幕,可将产生的粉尘有效的控制在掘进工作面前段,而另一侧的"除尘风机"会将掘进工作面聚集的粉尘及时排出。当附壁风筒径轴风量比m≥0.7、压抽比n<1...     

对旋局部通风机叶片安装角对其性能的影响

为了研究改变对旋风机单双级安装角对其性能的影响,利用Fluent对不同工况的通风机进行了数值仿真,并结合试验验证了仿真的正确性,分析了不同工况下全压、效率和轴功率随叶片安装角变化的情况。结果表明:在流量相同的情况下,随着安装角的增大,压力升高,风机的运行效率越高;改变前级或后级安装角相同的角度,风机性能变化相似,但运行效率受后级叶片安装角影响大;调整叶片安装角会改变负载,变化后级安装角,前级流动基本不受影响,改变前级安装角,后级轴功率也会随之变化。     

钨矿井下通风机监控系统及控制算法研究

针对多数钨矿井下通风系统中风机监控技术落后,影响井下通风安全问题,设计了基于可编程控制器(PLC)的井下风机智能监控系统,考虑到风机负压、流量等被监控参数存在较大的时滞现象,提出了利用Smith预估控制算法对其实施有效监控.改造后的运行情况说明,系统运行可靠、性能优良.     

基于UDF的自然风压对果洛龙洼矿井通风稳定性影响的数值模拟

以果洛龙洼矿井为研究对象,通过Gambit软件建立矿井通风系统的气固耦合模型,并划分网格;编写了关于调热圈半径处原始岩温、气流密度、导热系数、气流黏度的UDF;用Fluent软件模拟出矿井的自然风压,将模拟所得的相关参数与现场测量数据作比较,验证自然风压数值模拟的可行性;进而更改模拟的环境温度及模型边界条件,分别模拟出不同环境温度条件下矿井的自然风压,解释了果洛龙洼矿井巷道风流变化显著的现象;利用Origin软件对多种环境气温条件下的自然风压曲线进行拟合,导出回风竖井中自然风压的经验公式;为高海拔地区矿井通风研究提供参考。     

对旋局部通风机高效节能运行参数研究

为研究转速与安装角调节对风机性能的影响,以FBD No8.0型对旋局部通风机为研究对象,利用FLUENT对不同工况的通风机进行了数值仿真,并结合试验验证了仿真的正确性,分析了不同管网长度下,压力、流量、效率和轴功率等随安装角或转速的变化情况。结果表明:安装角调节和转速调节均能有效的改变风机的输出能力,以此来适应不同的工况,对于同一管网,风机的效率不会因转速产生大幅度改变,但会随着安装角的减小而减小;可以采用联合调节方式,结合安装角能够改变效率和转速调节等效率降低输出的特点,实现风机的高效节能运行。     

基于通风阻力测定的通风风阻变化规律研究

为了研究矿井通风风阻变化规律,给出了通风风阻测定的原理及方法,结合某矿的通风阻力测定,得到了在两工作面同时回采时的工作面通风风阻阻值变化范围,利用风网解算软件模拟了工作面回采至封闭时的矿井总风阻的变化并拟合出了二次方程,最后得出结论:不考虑掘进巷道对通风系统的影响,两个工作面同时回采时,以较短时间采完的工作面为准,在该面封闭前矿井总风阻随回采进度呈二次曲线下降趋势,封闭后矿井总风阻突然上升,随着采掘交替呈现周期性的下降。     

基于UDF的自然风压对果洛龙洼矿井通风稳定性影响的数值模拟

以果洛龙洼矿井为研究对象,通过Gambit软件建立矿井通风系统的气固耦合模型,并划分网格;编写了关于调热圈半径处原始岩温、气流密度、导热系数、气流粘度的UDF;用Fluent软件模拟出矿井的自然风压,将模拟所得的相关参数与现场测量数据作比较,验证自然风压数值模拟的可行性;进而更改模拟的环境温度及模型边界条件,分别模拟出不同环境温度条件下矿井的自然风压,解释了果洛龙洼矿井巷道风流变化显著的现象;利用Origin软件对多种环境气温条件下的自然风压曲线进行拟合,导出回风竖井中自然风压的经验公式;为高海拔地区矿井通风研究提供了参考。     

基于风量特征的矿井通风系统阻变型单故障源诊断

将矿井发生巷道冒落变形、风门开关或者破损、风机性能下降、巷道延伸及报废、矿车运行、罐笼提升、煤仓放空等变化引起通风系统风量发生异常变化的现象称为阻变型故障,根据风量传感器感知的风量变化确定通风系统发生阻变型故障的网络拓扑位置及其等效风阻,对矿井通风安全智能化管理,提高通风系统的安全保障能力意义重大。通风网络具有较好的自适应性及鲁棒性,利用矿井通风仿真系统MVSS生成训练样本,分别构建了基于SVM的分类器和回归器对故障位置和等效风阻进行诊断。仅以风量为特征的通风系统SVM分类与回归问题是一个不适定问题,研究表明诊断的准确性与传感器的个数及布置位置的分散程度有关,与传感器所在巷道的网络拓扑灵敏度以及巷道风量大小无关。