煤实验最短自然发火期定量测定方法研究

为有效防治煤炭自燃,预测煤体最短自然发火期是非常必要的.以绝热圆柱形煤柱为物理模型,建立了煤实验最短自然发火期预测模型,利用实测的煤自燃基本参数,通过解算分析了漏风速度、粒度等参数对煤自然发火期的影响规律,最终准确测试了6个矿井不同煤体的实验最短自然发火期.结果表明:随漏风速度的增大,煤自然发火期先减小后增大;煤体粒度越小,最佳风速呈线性增大;随煤体粒度的增大,最佳风速条件下的自然发火期先减小后增大;煤体自燃倾向性越高,最短自然发火期越短;以张集肥煤为例,自然发火的最佳粒度为1～3mm,最佳漏风速度为0.001 1m/s,其实验最短自然发火期为26d.     

矿用湿式除尘风机的流线型除雾器数值模拟研究

为探寻参数(转折角度、板间距、气流速度)对矿用湿式除尘风机所用流线型除雾器的除雾效率和压力损失的影响规律,采用Fluent软件对除雾器内的流动进行了三维数值模拟,通过引入评价参数来优化得出一种除雾效率高、能降低除尘风机功耗的除雾器结构。结果表明：随除雾器转折角度和板间距离减小,除雾效率和压力损失均呈现增加趋势。雾滴粒径大于10μm,除雾效率随气流速度增加而提高;雾滴粒径小于10μm,除雾效率随气流速度增大而下降。板间距从40mm减小到20mm,压力损失仅增加了15%左右;速度从2m/s增加到6m/s,压力损失增加约5倍,板间距对压力损失的影响程度明显低于速度对压力损失的影响。达到相同的除雾效率时,参数θ=90°、B=20mm的除雾器相对具有最佳性能,评价参数保持较低值,可减少除尘风机功耗。评价参数可在除尘风机功耗和除雾器结构设计之间建立关联,为除雾器优化设计提供了一种思路。     

二次进风与折流对电子废弃物干法分选的影响

基于电子废弃物高效、物理分离的回收需求,建立了电子废弃物颗粒干法分选模型,在常规一次气流分选的基础上增加折流与二次进风强化电子废弃物颗粒气固耦合分离特征,研究表明结果,折流角度与二次进风气速对电子废弃物颗粒迁移轨迹和分离行为有显著影响,当进风开口大小为35 mm,一次进风速度为3.2 m/s,二次进风速度为3.6 m/s且折流角度为25°时,金的回收率达99.66%,金品位达84.35%,铜的回收率达77.91%,铜品位达88.28%,富集比为4.41,且塑料颗粒与金、铜颗粒分离效果最佳。说明在控制适当二次进风气流速度与颗粒折流角度下可显著提高电子废弃物分选的经济性,且分离环境友好,研究成果为电子废弃物无污染回收提供了一种新的参考。     

多参数耦合条件下矿井火灾数值研究

为研究多参数影响条件下矿井火灾的发展规律,采用火灾模拟软件FDS考察了巷道发生火灾时,各参数变化对其通风的影响。结果表明：在火源功率由180 kW增大至1 800 kW时,巷道顶部温度值由45 ℃上升至200 ℃;在不同巷道倾角下的巷道顶部温度平均在75～80 ℃,说明巷道倾角对巷道顶部温度影响很小。随着巷道通风速度由0.5 m/s增大至3 m/s,巷道最大气流速度由4.60 m/s增大至5.15 m/s,上风向巷道速度分布均匀,不易产生回流,下风向巷道速度分布较杂乱,烟气分层被破坏。该研究成果对矿山防火有重要的实际意义。     

多参数耦合条件下矿井火灾数值研究

为研究多参数影响条件下矿井火灾的发展规律,采用火灾模拟软件FDS考察了巷道发生火灾时,各参数变化对其通风的影响。结果表明：在火源功率由180 kW增大至1 800 kW时,巷道顶部温度值由45℃上升至200℃;在不同巷道倾角下的巷道顶部温度平均在75-80℃,说明巷道倾角对巷道顶部温度影响很小。随着巷道通风速度由0.5 m/s增大至3 m/s,巷道最大气流速度由4.60 m/s增大至5.15 m/s,上风向巷道速度分布均匀,不易产生回流,下风向巷道速度分布较杂乱,烟气分层被破坏。该研究成果对矿山防火有重要的实际意义。     

尾矿库颗粒的大气迁移及其防护措施

采用数值方法研究粒径为10μm的尾矿库滩面颗粒,在风速分别为0.5、1、2和4m/s时的浓度分布和沉降规律。模拟结果表明,随着风速和迁移距离的增大,颗粒浓度不断降低。顺风方向上,风速为0.5m/s时,尾矿库滩面颗粒在下风向局部浓度较高;风速增大至4.0m/s时,粒子被水平风大量带走,下风向颗粒浓度迅速降低。非顺风方向上,风速对颗粒物浓度分布的影响较小,大部分颗粒沉积在尾矿库周边较小范围内,局部区域浓度较高。针对尾矿库颗粒的累积效应对周边环境的影响,简述了有关尾矿库颗粒对周边环境污染的防护措施。     

残余废弃物的气流分选

有多种类型的高效横向气流分选机可用于残余废弃物的分选.根据对现有各种气流分选机分离的过程分析,可以预先选择用于特定目的的设备类型.然而,由于存在与残余废弃物粒度组成特征有关的一些问题,而不能进行较为精确的设计计算,具体设备的最终选择必须根据试验结果确定.对于较为简单的分选,如从纺织物、金属块和木块中分离出膜片,可以采用不具有轻物料输送功能的横向气流分选机.若需要较高的分离效率,如从复杂混合物料中分离出高热值组分,可采用具有轻物料输送功能的横向气流分选机.用弯曲分选机可能会取得最佳分离效率.有时除了利用气流分选原理外,还在分选机中同时利用其它分选原理,如物料的弹性行为、在倾斜带上的运动行为差异等来增加高热值部分物料的回收率.本文介绍目前在残余废弃物分选中常用的气流分选机类型.     

水淬矿渣结合钼尾矿制备高性能透水砖的研究

采用水淬矿渣为骨料,加入钼尾矿和少量废玻璃制备高性能透水砖,研究骨料粒径、原料配比、成型压力、烧结温度对透水砖的透水系数和抗压强度的影响,确定最优工艺参数。结果表明,加入60%粒度为1.18～2.36 mm水淬矿渣,30%钼尾矿和10%废玻璃制得的透水砖性能最佳。其抗压强度为45.3 MPa,透水系数高达0.077 1 cm/s,是国标GB/T 25933-2010要求的3.8倍。     

烧结气流布料工艺研究

根据流体力学原理并结合烧结现场设计了气流布料装置, 研究了气流速度及物料水分含量等工艺参数对烧结混合料偏析效果的影响。试验结果表明, 对于本研究的物料及气流介质而言, 气流速度为50 m/s时物料的偏析效果最好; 且当物料的水分含量适中时(本研究中为8.5％), 气流更易对物料的偏析效果产生有效影响, 使物料得到较好的偏析效果。烧结杯验证试验结果显示, 气流布料后, 转鼓强度为61.08%, 与普通布料烧结时的转鼓强度61.05%基本一致, 垂直烧结速度及利用系数分别为21.51 mm/min和1.558 t/(m²·h), 较普通布料条件下的20.08 mm/min和1.401t/(m²·h)分别显著提高了7.1%和11.2%; 固体燃耗降低了4.11 kg/t。     

首钢504m~2带式焙烧机热工制度的试验研究

针对首钢504 m2带式焙烧机干燥制度进行试验研究,结果表明:在干燥温度230℃或以上,风速1.76 m/s干燥时,鼓风干燥3 min的条件下,可以避免下层生球的过湿,提高后期预热焙烧工序的透气性和生球焙烧质量。利用焙烧杯对焙烧温度、时间、粒度分级布料、风速和料层厚度进行模拟研究,实验结果表明:随着焙烧温度和时间的提高、风速的提高以及料层厚度的降低,球团的抗压强度均可得到相应的提高;小粒度的生球布到料层下部,大粒度球布在上面,可以有效改善球团矿的平均抗压强度,降低上下层抗压强度差别。当原料为80%秘鲁矿粉+20%地方矿粉+1.5%膨润土,生球水分为9.6%时,综合考虑,最佳焙烧制度为:料层厚度300 mm;10~14 mm粒级的生球装入料层下部100 mm的空间,料层中部100 mm的空间装混合粒度的球,料层上部100 mm的空间装大于14 mm粒级的生球;预热风速1.7 m/s,焙烧风速1.5 m/s;焙烧温度为1270℃,时间为35 min,在此条件下球团矿的平均抗压强度达到2500 N/P,质量满足超大型高炉的入炉要求。     

无外部扰动的均直巷道风速和风压测不准机理实验研究

井下风速和风压的波动通常被认为是由外部扰动引起的,但是,即使在实验室条件下对可能的外部扰动给予充分的控制,风速和风压的示值仍始终呈现不规则的波动,即测不准现象。对此,从湍流角度出发对这一现象的产生机理进行了研究。利用激光多普勒测速仪和数字式微压差计测量了中低风速下巷道模型风速和静压的时间序列。结果显示,在无外部扰动的均直光滑巷道内,风速和压力依然存在波动,其大小和方向均发生剧烈变化,总体上呈现出在一平均值附近的随机脉动;当平均风速和平均压力分别为2.57 m/s和17.1 Pa时,风速和压力的最大脉动幅度分别达到了1.19 m/s和4.9 Pa。风速和压力的脉动信号服从正态分布,平均脉动幅度分别与速度和速度平方成正比,但测不准现象与风速大小关系不大仅受湍流强度影响。实验表明,即使在无外部扰动的条件下,井下风速和风压也是测不准的,测不准的本质是井下湍流随机脉动特性所致。而湍流具有规则的统计平均结果,是可以精准测量的。为了获得井下风流的精准参数,风速及风压等测试仪器应基于湍流的统计平均特性来设计研发。     

宁东矿区粉煤变径脉动气流干法提质联合工艺研究

宁东矿区下属洗煤厂分选下限多控制在6mm,对含量超过30％的-6mm粉煤采用干法分选将显著增加企业效益.变径脉动气流技术适用于粉煤干法分选,文章介绍了其中试系统和工艺流程,针对宁东矿区粉煤-1mm粒级含量高且灰分高的特点,设计了分选和分级联合工艺分步脱除其中高灰组分,比较了"分选+分级"和"分级+分选"2种工艺的降灰效...     

基于Euler-Lagrange方法的细粒煤脉动气流分选数值模拟

传统的欧拉模型和离散相模型难以准确模拟细粒煤气流分选过程,为此采用DDPM(Dense Discrete Phase Model)模型,引入相体积分数和软球碰撞模型,提出了一种基于离散相体积分数和颗粒间碰撞作用的新的细粒煤气流分选过程数值模拟方法。通过数值模拟与实验室连续分选实验,研究了分选机内流场分布和6~3 mm细粒煤脉动气流分选效果。结果表明:采用DDPM模型可有效模拟细粒煤气流分选过程中颗粒相对流场的扰动作用;分选柱内流场受被分选物料的影响,速度分布和压降值较加入颗粒前变化明显,且分选机处理量越高,压降变化越明显;实验条件范围内,DDPM模型模拟得到的各密度级重产物分配率均方根误差低于3%,且相同风量时,分选机处理量越大,分选密度越高。     

CFD simulation of a centrifugal air classifier used in the aggregate industry

The aggregate industry in Sweden is investigating methods to improve the quality of manufactured sand (aggregate smaller than 2 mm produced by crushing rock) for concrete production. A common way to improve the shape of the particles is to use a vertical shaft impact (VSI) crusher. However, the crushing process creates a large amount of fines (particles smaller than 63 μm) that are not desirable in concrete mixes. The aggregate industry in Sweden is therefore investigating methods to reduce the amount of fines produced by the manufacturing of sand. One method being investigated is air classification.A centrifugal air classifier used in the aggregate industry was investigated using computational fluid dynamics (CFD) to improve the understanding of the influence of the geometric design of the classifier on the cut size and the resulting particle size distribution. Simulations were performed with a CFD model using an Euler–Lagrange approach. The simulation results show that the classification results are affected by air flow velocity, particle shape, particle size, the geometry of the air classifier and turbulence in the air flow.     

选粉机分级室壳体倾角数值模拟与试验研究

设计SLK型选粉机分级室壳体倾角结构,应用CFD技术对SLK型选粉机分级室导流角度和控制最佳气流速度进行数值模拟,探索分级室壳体倾斜角的最优参数,通过SLK型选粉机实验验证,结果表明其分级效率和分级精度都有明显提高。     

综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果分析

为了确定综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,分析了压风口与工作面不同距离时风流与粉尘流场运移规律,结果表明：压风气幕的形成主要由压风涡流风流场与工作面距离决定,若涡流风流场与工作面距离大于抽风口与工作面距离,可在压风口与抽风口间形成风流方向均指向工作面的压风气幕,压风口与工作面距离越大,涡流风流场与工作面距离越大,越利于形成压风气幕;数值模拟确定了50 mg/m3以上高浓度粉尘扩散距离随压风口与工作面距离变化的数学关系式;现场实测也显示,压风气幕阻尘效果明显,压风口距工作面30 m时,形成的压风气幕使距工作面10 m断面测点的粉尘浓度降至19.2 mg/m3,有效提高了除尘风机抽尘量,降低了现场粉尘浓度。     

空气幕引射风流在14行集中回风井跨塌后的现场应用

14行集中回风井突然发生大面积垮塌后,主斜坡道1150~1000 m段出现严重风流反向,1000 m运输水平新鲜风流无法进入。为此,金川二矿区采用多机并联空气幕引射风流,主斜坡道进风量达到45 m3/s,有效地控制了主斜坡道1150~1000 m段的反风现象,解决了1000 m运输水平没有新鲜风流的问题。     

管道输送危险废物泵送压力试验研究

蒸馏残渣与危废污泥混合物料通过管道输送到水泥回转窑焚烧是最优的协同处置危险废物的方法.物料是固-液两相流,黏性大,并混有铁皮、木材,固体泵长距离泵送是个难题.本文基于固体泵脉动式工作原理,通过分析管道压力的组成及产生机理,建立了基于稳态流动时的泵送压力数学模型及管道压力试验平台,管道输送含污泥质量分数为35％的混合物,...     

高产高效综采工作面合理通风参数的研究

通过对晋城古书院矿１２３０３、大同燕子山矿８９１１两个高产高效综采工作面通风参数、瓦斯粉尘状况和机电设备发热量与风流温升关系的实测、分析研究，得出了高产高效综采工作面的合理配风依据、供风标准、风量计算方法及合理通风系统；提出了机电设备发热量简要计算公式和适宜风速标准；研究还发现，国内一些书刊将工作面机电设备作为恒定发热源与风流进行热交换，会导致计算风量过大的结果。