基于附壁射流的控、除尘一体化技术研究

针对我国现有煤矿综掘工作面控尘及除尘设备移动困难,现场适应性差和最佳除尘工艺参数不易保持的难题,通过数值模拟和实验室模拟试验研究,分析了综掘工作面控尘及除尘设备集中布置抽尘净化方式的可行性和相关工艺参数,提出了基于附壁射流的综掘工作面控尘及除尘一体化技术;研制了可自行移动的控尘及除尘一体化系统,有利于实现综掘工作面通风、控尘、除尘过程的一体化.数值模拟和实验室模拟试验结果表明,控尘及除尘一体化系统能够应用于各种断面巷道和多种工况条件下控制掘进迎头粉尘的扩散,提高除尘器的抽尘净化处理能力;当压抽风量比为1.04(压入风量为226 m~3/min,抽出风量为218 m~3/min)时,控尘距离和抽尘距离分别为17 m和2 m时,系统的降尘效果最好,司机处和机组后5 m处的总粉尘降尘效率分别达到了98.94%和96.47%,质量浓度分别为12.5 mg/m~3和8.3 mg/m~3,可以有效解决综掘工作面的粉尘污染问题.     

综掘面径向分风与压风配比对风幕阻尘的影响

为明确附壁风筒径向分风与巷道压风配比对风幕阻尘的影响,建立了三交河煤矿2-5082综掘面等比例物理模型,并运用FLUENT软件对压风量Q为350~600m~3/min、附壁风筒径向分风量与压风量配比B为50%~90%条件下的风流运移及粉尘扩散情况进行数值模拟分析.结果表明,综掘面Q的降低以及B的增加有利于在迎头范围内形成阻尘风幕,迎头风流场阻尘能力亦随之增强.对于2-508_2综掘面及与其生产条件相似的综掘面而言,当Q为350~400m~3/min,B为80%~90%及Q为450m~3/min,B为90%时能够在综掘司机前部断面空间形成有效阻尘风幕,其中,Q为350m~3/min、B为90%时风幕阻尘效果最佳.将数值模拟结果在2-5082综掘面进行工程应用,实测结果表明数值模拟结论较为准确,附壁风筒形成的阻尘风幕能够将50mg/m~3以上的高浓度粉尘阻控在距迎头10m以内的巷道空间内,有效改善了综掘区域作业环境.     

掘进面粉尘浓度分布规律模拟与现场实测对比

为了研究掘进面粉尘浓度分布规律,结合回坡底东五区掘进巷道的实际情况,借助流体软件Fluent建立并模拟了压入式通风16种模型的粉尘分布规律.对于巷道不同的水平面,随着离底板距离的增大,粉尘浓度先减小,之后趋于平稳;对于巷道的各纵截面,由进风侧到回风侧,粉尘浓度先减小后增大;由巷道掘进面到巷道末端各平面,粉尘浓度先是急剧降低,之后又慢慢升高,然后又减低,并趋于平稳.通过对比分析,得出当压入式风筒距离掘进面10 m时,掘进面的通风除尘效果较好.为了验证数值模拟结果的可靠性,将数值模拟值与现场粉尘浓度的实测值进行了对比分析.根据粉尘的分布规律,提出了粉尘治理的一些优化措施.     

通风条件对综掘面控尘气幕的影响

为了有效地控制综掘面高浓度粉尘污染,应用FLUENT软件数值模拟通风条件影响综掘面控尘气幕形成与作用的规律.结果表明:压风口与迎头距离、压抽比、压风筒及抽风筒直径越大,抽风口与迎头距离、压风量越小,越利于形成控尘气幕,但压抽比越小,控尘气幕的风速越大;根据数值模拟结果,拟合了50mg/m3以上高浓度粉尘扩散距离与各通风条件的关系式,确定了压抽比为0.75时,控尘气幕作用效果较佳,为控尘气幕形成与作用的最优通风条件,并将其进行了工程应用.实测值与数值模拟值基本一致,高浓度粉尘被控制在距迎头5m的无人作业区域内.     

抽出式通风掘进工作面巷道风速分布实验研究

为了分析煤矿井下抽出式通风掘进工作面巷道内风速的分布情况,在实验模拟巷道建立抽出式通风系统,对沿巷道轴向和径向的风速分布规律进行研究。实验结果表明:沿巷道径向方向上,风筒入风口所在的巷道断面上风速分布差异最大,离风筒入风口越近风速越高;在巷道轴向方向上,风筒入风口所在位置的巷道断面速度分布均匀系数最小,风速分布最不均匀,风筒入风口后方风速分布均匀系数大于风筒入风口前方,风筒入风口后方风速分布比较平稳;通过模拟掘进机产尘,粉尘主要集中在风筒入风口附近及以内区域,风筒入风口1m以外巷道空间处于新鲜风流中。     

基于层次分析法优选掘进巷道通风方法分析

针对掘进巷道井下爆破炮烟扩散产生的安全问题,基于掘进巷道现场通风方法数据参数,借助Fluent软件开展矿山井下爆破炮烟扩散规律数值模拟,利用层次分析法定量评判了3种通风方法(压入式、抽出式、混合式)对掘进巷道工作面风速、炮烟体积分数、通风时间及工程投资的影响,优选出掘进巷道最佳通风方法。研究结果表明：利用压入式通风方法是排除巷道炮烟的最佳方式,量化得分0.517。CO体积分数与通风时间呈负指数递减关系,当风量为2.35 m³/s、风筒直径为0.5 m,距离工作面10 m的压入式通风方法条件下,通风1 500 s井下CO体积分数即可满足安全标准。     

基于数值模拟对隧道钻孔粉尘的通风控制研究

为控制长距离独头隧道掘进过程中台车区气腿凿岩机产生的粉尘污染,采用Fluent软件建立了工作面全尺寸几何模型,对隧道钻孔通风除尘参数进行了数值模拟分析.结果表明,采用常规通风方式,很难控制掌子面粉尘污染,钻孔粉尘遍布在距掌子面10 m范围内;引入长压短抽式通风方案,当压风量与排风量之比为0.72,压风机高度设为2.5 ...     

综放面多尘源粉尘分布规律数值模拟及实测

为解决综放工作面粉尘浓度高的问题,掌握各作业工序粉尘浓度空间分布规律,有效指导粉尘控制工作,依据气固两相流理论,运用Fluent软件对综放工作面割煤、移架、放顶煤、转载各工序单独及同时作业时的粉尘分布规律进行数值模拟,并与现场实测数据进行对比分析.结果表明:割煤作业粉尘沿采煤机机道扩散的同时向人行道空间扩散,需在滚筒尘源处控尘,并在采煤机外侧采取水幕帘除尘措施;移架作业时人行道粉尘浓度高于机道粉尘浓度,需在机道空间和人行道空间均设置架间喷雾;放煤作业粉尘沿人行道空间分布较大,需在放煤口采取隔尘措施;转载点局部风速大,粉尘影响范围较广,应采取密封等措施.还应在放煤和割煤作业之间增加全断面喷雾降尘装置.     

破碎硐室粉尘质量浓度分布的数值模拟及实验

为了改善破碎硐室粉尘质量浓度超标的现状,获取合理的通风除尘参数,根据相似原理,结合气固两相流的运动方程,导出了模拟破碎硐室粉尘运动的相似准则数,建立了破碎硐室相似模型,运用Fluent软件对破碎硐室相似模型粉尘质量浓度分布进行数值模拟,并与相似实验数据对比分析,模拟结果与实验数据基本吻合.研究结果表明:捕捉壁面条件下粉尘质量浓度较之反弹壁面要低;入口风速为0.2~0.5 m/s时,粉尘质量浓度随风速的增大逐步降低.安装抽风除尘系统后,粉尘质量浓度基本保持在2 mg/m3以内,平均除尘率高达90%以上.     

露天矿潜孔打钻粉尘浓度分布规律数值模拟

根据气固两相流原理建立潜孔打钻三维几何模型,利用Fluent模拟不同边界条件下打钻时粉尘浓度的分布规律,并与现场实测数据比较,模拟结果与实测数据基本一致.研究表明,粉尘浓度在孔口水平取得最大值,沿自然风流方向渐减,且在钻机侧面及后部有粉尘积聚现象;钻具转速对粉尘浓度影响不明显;当钻孔深度为10m、风速为1.4m/s及工作风压为0.98MPa时,粉尘浓度最小;捕捉壁面条件下粉尘浓度较反弹壁面低许多.针对潜孔打钻产尘的特点,建议在钻孔位置采取湿式除尘效果更佳.     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.