玉石洼铁矿通风系统优化效果模拟研究

以玉石洼铁矿22#采场为研究背景,依据气体运动及求解理论,运用计算流体力学FLUENT模型对22#采场的优化方案进行效果仿真及反风模拟,并将模拟风量与设计风量、正常通风与反风情况进行对比,分析各测点断面风流速度和风量,掌握该反风方式的影响区域及井下各巷道反风时的通风状况、风流方向、风量大小及稳定性。模拟结果与设计结果基本吻合,在反风条件下,各主要回风道的进风量基本达到正常运转时风量的60%,并且根据现场情况,可以在10 min内实现主运输巷道内风向反转。研究表明,通风改造方案确实可行有效,通风线路、方向和风量能够满足设计要求,同时风机反转,反风效果亦能达到要求。     

综掘工作面分段控风控尘技术研究与应用

为解决综掘工作面粉尘污染问题,文章以粘附射流通风为理论依据,分析了压风分流分段控风控尘的基本原理,提出了控尘面的存在,并以轴径向出风量及出风口与迎头距离满足最小风速要求为原则,建立了数学关系模型,揭示了轴径向出风量与出风距离之间的影响关系,得到了分段控风控尘关键参数的最佳匹配关系式,并在现场开展应用验证。现场应用表明：依据理论推导得到的控风控尘系统参数,工作面各点粉尘浓度降尘效率可提升95%以上,总体控降尘效率达到98.4%以上,高浓度粉尘被控制在工作面前部一定区域内,作业人员区域粉尘被控制在30mg/m以内,控降尘效果显著,作业环境得到明显改善,验证了匹配参数的有效性。     

长压短抽除尘系统在小断面岩巷综掘巷道的应用研究

利用压风分流控尘理论解决了长压短抽除尘系统在小断面全岩综掘巷道粉尘治理时出现的有害气体和粉尘在端头长时间、大量聚集的现象。试验得出压风分风量为60%,分风装置位于掘进机操作台后方2~7 m时,掘进机司机处粉尘浓度最低,约为18 mg/m3,粉尘在端头停留时间短,约为9 s。设计了"一键启停"程序简化了除尘系统操作流程,将除尘电控系统与掘进机电控系统进行集成,降低了除尘系统约30%的能耗和用水量。     

基于风硐流场数值模拟的风硐风阻计算分析

基于流体力学理论,建立了龟兹矿业回风斜井风硐通风的紊流REGK-ε数学模型,分析计算了模型的边界条件,结合实际情况应用FLUENT流体动力学数值模拟软件分别模拟了龟兹矿业风硐不同风量及进回风条件下的巷道三维流场,得到了不同条件下的风硐流场典型截面的流场规律,分析了风井口至主要通风机入风口的压力损失和风阻。模拟计算结果表明风硐风阻与风量的一次线性关系式中的风量系数的数量级小于10-6,风硐风阻可视为定值。不同风机在正压反风和负压通风时风硐风阻均有所不同。     

通风系统扰动下旋动雾幕控尘技术研究北大核心

为解决掘进机截割头处煤尘扩散污染问题,基于完整掘进工作面模型建立了数值分析模型和相似实验系统,对旋动雾幕控尘系统在井下辅助通风系统扰动下的雾幕完整性与控尘性能进行研究分析。模拟结果表明:随着辅助通风系统压风风量的逐步增大,旋动雾幕逐渐被破坏,当相似压风风量大于4 m^(3)/min时,旋转的液滴脱离原有运动轨迹由掘进机回风侧向后扩散。实验结果表明:旋动雾幕具有一定的抗干扰性,与模拟结果较一致;当雾幕完整时均能达到较好的控尘性能,当压风风量逐渐上升到4 m^(3)/min时,司机位置处可保持较高的降尘效率,但掘进机后5 m处总粉尘和呼吸性粉尘降尘效率表现出较明显的降低,分别由97.6%、96.4%降为89.4%、85.8%,保持辅助通风风速小于3.3 m/s时可获得较好的旋动雾幕控尘效果。     

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。     

通风网络调节与控制的新原理

调节风量、控制流向是向用风地点输送符合卫生条件和一定数量的空气的主要手段。传统的分风原理指出,控制分风网内各风路的风量,是根据井下各个用风地点的实际需要人为地分配的,因而是已知(固定)的;自然分风网中各风路的风量是取决于网络结构及各风路的风阻比例关系,按自然法则流动与分配的,因而是     

河南神火集团科技中心暖通空调设计

各生产厂家生产的风量1000m^3／h以下的柜式空调机组送风余压大多高于200Pa，10000m^3／h以上的柜式空调机组送风余压大多高于300Pa，而大部分空调系统风管阻力低于150Pa。余压过高会导致风量超过额定值，风管、风口气流噪声增大，同时由于电机功率过大，空调机组运行噪声也增大，且浪费了能源。论文分别从空调冷热负荷、风系统、水系统、冷热源、防排烟设计及空调自控等方面介绍神火集团科技中心空调系统的设计。     

综掘工作面控风除尘技术数值模拟研究及应用

以东城煤矿综掘工作面为研究对象,根据现场条件建立了几何模型,通过FLUENT对东城煤矿控风除尘系统的关键参数进行了数值模拟研究,分别对不同控风装置出口风量和供风风筒迎头出口风量比,以及布置不同组数控风装置条件下的工作面控尘效果进行模拟研究,得到了最佳的控风装置技术参数,并进行了现场应用。结果表明:当工作面控风装置出口风量和供风风筒迎头出口风量比为5∶1,工作面布置2组控风装置时,工作面控尘效果最佳,掘进机司机处的实测粉尘浓度由1 590 mg/m~3降低到220 mg/m~3,降尘效率达到了85%以上,取得了较好的降尘效果。     

基于离散元法的自磨机出料分流器模拟分析与结构优化

为了解决自磨机出料分流器分流不均匀的状况,采用离散元方法对自磨机分流器内的物料运动进行模拟分析,得到物料在分流器内的运动及分布情况。根据模拟分析结果,增加并优化各级导料板,获得合理的形状、尺寸和放置位置,使得物料分配均匀合理,满足出料分流器的工作要求,从而提高了整个系统的工作效率。     

近吸安全型矿用风幕的设计与研究

为扩大矿用循环型风幕在井下使用的范围,设计了风幕入风口靠近新鲜风流一侧的近吸安全型矿用风幕,采用物理实验和数值模拟的研究方法,测试了该风幕的阻隔效率,阐明了工作原理。实验结果表明:该风幕有效避免了回风侧含瓦斯风流进入风机的安全隐患,解决了瓦斯浓度对循环风幕使用范围的限制问题,且阻隔效率为98.16%。研究成果可为矿用风幕的设计使用提供理论依据。     

白龙山煤矿一井掘进工作面自动导风风筒的研制及应用效果

掘进工作面因局部通风机故障等原因常造成停风而出现工作面瓦斯积聚和超限问题,为解决这一难题白龙山煤矿一井经过反复摸索、研制加工出掘进工作面自动导风风筒并开展了相关试验,应用结果表明:自动导风风筒有效导风量为正常机械供风量的72.92%,试验工作面最大瓦斯浓度为0.06%;自动导风风筒能及时自动实现负压导风,导风量满足最低供风需求,提高了局部通风安全系数,可防止工作面因停风而发生瓦斯积聚和超限情况。     

多风井混合式通风矿井反风演习实践

为了检验马脊梁矿灾变时期矿井通风系统的可靠性、验证矿井灾害处理的时效性。采用主要通风机叶轮反转方式进行反风演习,对反风前后井下主要进回风地点的风量、有害气体含量进行监测,并严格统计反风演习各阶段所需时间。研究结果表明:反风前矿井总进风量为35 578 m~3/min,总回风量为35 700 m~3/min;反风期间矿井总进风量为20 880 m~3/min,总回风量为19 914 m~3/min,矿井总反风率为56%,主要通风机的供给风量大于正常供风量的40%;10 min内巷道中的风流方向改变;当风流方向改变后;矿井自然通风期间,总进量为5 690 m~3/min,总回风量5 840 m~3/min,且3个风井的防爆门及行人风门能够快速、顺利地打开;反风演习期间各作业点有害气体均未超限;反风演习方案的设计及实施,有效地检验马脊梁矿灾变时期矿井通风系统的可靠性、验证了矿井灾害处理的时效性。     

基于网络解算的矿井通风及通风设施研究

矿井通风系统对矿井安全地开拓开采起着重要作用。以山西马脊梁煤矿为研究对象,根据矿井西部侏罗系煤炭井田封闭收缩计划,结合3DVent软件,对矿井收缩封闭前后的风量变化进行了分析,发现当西部二号风井停用后,矿井的行人副斜井、进风斜井和副立井处的风量会受到较大的影响。之后,开展了风量短路实验,定量地分析了短路前后井下各用风地点的风量变化以及一号风井和三号风井处主要通风机的风量及风压变化。最后结合风量解算结果以及风量短路实验结果,建立了一种新型的增阻风门设施,以增加进风井的风阻,从而达到满足矿井用风量的目的。     

智能料卷库温度场的仿真分析

通过改变进风风速、进风口数量、进风口尺寸等结构参数建立计算模型,采用标准k-ε模型对稳定冷却状态时铝板带料卷温度变化进行数值模拟,研究各结构参数对冷去内外流场、冷却效果的影响。结果表明,在进行智能料卷库设计中时应优先考虑增大风机风速,考虑节能因素风速以10~12 m/s为宜。在保证进风量的情况下,风口的尺寸增加,提高冷却气体的进入和排出。进风口的数量增加可以完善内部冷却气体流场,料卷覆盖更充分。     

综掘工作面降尘效率影响因素试验研究

针对煤矿开采过程中综掘工作面产生大量粉尘的问题,在实验室建立了基于旋流通风的综掘工作面通风系统,并研究了旋流通风系统中压、抽风筒风口位置和压抽比等关键影响因素对综掘工作面降尘效率的影响.研究结果表明:综掘工作面旋流通风系统可在掘进机司机前方形成基本封闭整个巷道断面的旋流气幕,能有效防止粉尘向其他区域扩散.压抽比一定时,适当地按比例增加压入风量和抽出风量有利于改善旋流通风系统的降尘效果.对于断面积12 m2左右的巷道,合理的压、抽风筒风口至掘进工作面距离分别为17 m、2 m;合理的压抽比为0.9 ～1.2.     

利用分配系数进行并联风路风量调节计算

一、计算内容已知并联风路的总风量及各风路风阻,计算各风路自然分配风量、风压及总风阻。二、算式的导出1、单位风压通过风量算式的导出     

矿井主通风机风量测试方法的模拟研究

针对风速法测煤矿通风机风量时受支架影响的问题,以圆形巷道为例,在分析巷道内部风流分布规律的基础上,利用Fluent软件建立了巷道仿真模型,分别对无支架和有支架2种情况下巷道的风流场进行数值模拟,得到了各测点的风速。通过对比分析2种情况下的仿真结果得出,在巷道中安装支架会使测风断面风速值发生变化,测量值与实际值之间产生偏差,造成12.3%最大相对误差,5.7%平均相对误差。该研究为改进矿井主通风机风量测量方法,进行误差补偿提供了依据。     

不同叶型拱度轴流风机的反风性能分析

介绍研究矿用轴流风机可直接反转反风课题的阶段性成果,通过对风机叶型拱度分别f为=0.022、0.033和0.0044的模型风机的性能测试和实验结果分析,确认叶型拱度是影响轴流风机反转反风量的最主要因素,完善了轴流风机直接反转反风理论。     

焦家金矿寺庄分矿井下多级机站通风系统优化研究

寺庄铁矿通风系统存在漏风、风流紊乱以及工作面缺风等问题,通过调查和原因分析,建立了以排风侧为主的上、中、下三区的四级机站通风系统。新通风系统总风量227 m~3/s,超过风量解算的218 m~3/s,满足总风量设计要求。分区多级机站通风系统有效解决了通风困难及漏风等问题,可为其他矿山通风系统优化设计提供参考。