掘进巷道通风降温的数值模拟及影响因素分析

选取夏甸金矿-682 m水平38#掘进巷道为研究对象,进行通风降温试验测定,并用Fluent软件对试验条件下掘进巷道的风流速度场和温度场分布进行数值模拟计算,验证了该模拟方法的可靠性。研究不同因素对巷道降温效果的影响,初步得出了井下掘进巷道风流温度与风量、入风温度以及岩壁温度的变化规律。掘进巷道通风降温影响因素的排序为入风温度>岩壁温度>风量。入风温度和岩壁温度的升高均会导致与巷道风流温度线性升高。通过增加风量来降低风流温度是有效的,但随着风量的增加,其降温效果会越来越不明显。     

掘进巷道风流温度场分布规律的研究

为了获得掘进巷道风流温度场分布规律,通过巷道实体模型和数值模拟实验相结合的方法,测试了不同巷壁温度、通风风量、入口风温时掘进巷道风流热环境的分布情况,分析了温湿度场分布差异,提出掘进巷道风流温度场"四区"即迎头阻碍区、射流影响区、回风稳定区、外部影响区分布概念,壁温发生改变可对迎头阻碍区、外部影响区造成更大影响,改变入风温度可对射流影响区造成更大影响;通过对比分析掘进巷道风流温度和湿度场,发现风流温度分布受风流参数影响较大,而湿度分布受巷道物理结构影响较大。     

基于Fluent的金属矿掘进巷道风流流场数值模拟研究

为了有效治理掘进巷道粉尘,采用Fluent软件对某金属矿掘进巷道风流流场进行数值模拟研究,得出局部通风风流场特性。结果表明,在巷道掘进过程中,长压短抽式通风方式最容易排出污风,效果最佳,为地下矿山开采过程中粉尘治理提供了理论依据。     

某金属矿山掘进巷道局部降温模拟

针对某金属矿山井下深部独头作业面高温热害问题,以巷道实际的开拓设计建立几何模型,利用FLUENT软件模拟巷道内的温度场变化.模拟巷道采用压入式降温通风系统,通过改变模型中风筒送风风速和温度,探究通风降温参数与巷道温度的相互关系.并在现场进行试验,验证通风降温机组实际运行的效果.结果表明:送风距离一定时,如果风筒送风风速...     

掘进巷道风流流场和温度场数值模拟

针对长距离掘进巷道仿真模型中长度与高度、宽度比例不协调的问题,选取永川煤矿掘进工作面及附近50 m巷道区域为研究对象,采用CFD软件对巷道风流流场及降温前后温度场的分布及变化进行了模拟分析,结果表明:掘进工作面及巷道内风流速度整体上以风筒出口为界分为高速风流区和低速风流区。高速区风流速度较大(5~10 m/s),流场结构复杂并且衰减明显;低速区风流速度较小(1 m/s左右),衰减变化不明显。掘进巷道及工作面温度受风筒出口风流温度影响较大,容易产生巷道里端冷、外端热的风流"回头热"现象。掘进工作面及巷道流场模拟结果与实际吻合程度较高,但温度场模拟结果与实际有一定的差距。     

风量对独头掘进巷道中部顶板火灾影响研究

为研究独头巷道中部顶板火灾初期时局部通风机风量调节对人员避灾的影响,用PyroSim软件对450、675、900、1125、1350、1575、1800 m^(3)/min 7种风量工况下巷道内烟流、温度、CO体积分数和能见度的分布情况进行模拟分析。研究得出:顶板火灾烟流直接沿顶板向两端射流,无上升羽流现象,当风量低于临界风速时,烟流逆退距离和烟流厚度随风量增加逐渐减小;顶板火灾稳定后,当存在烟流逆退时,沿纵向方向,CO体积分数、能见度峰值在烟流前锋后一定区域而温度峰值在火源附近,火源上风向巷道存在高温区和环境温度区,而下风向巷道各参数整体较为稳定;在火源下方,温度随高度增加总体呈升高趋势而能见度呈减低趋势;随风量增加,巷道内2 m高处温度峰值减小、最低能见度增加而CO体积分数峰值先增加后降低,且三者峰值位置均向出口方向移动;从人员逃生角度看,通风量越大越有利于逃生,1350 m^(3)/min时即可满足逃生条件。     

掘进巷道强化通风与射流通风流场的试验研究

针对冬瓜山铜矿掘进工作面通风和降温要求,进行了掘进巷道强化通风设计和现场试验。现场试验表明,强化通风缩短了排炮烟的时间,提高了工作效率,使作业环境明显改善。研究还表明当巷道的宽高比越大,更有利于工作面通风。局扇通风试验的污风再循环系数R为0.366,表明局扇通风排炮烟效果较好。     

高海拔掘进巷道混合式通风参数优化

针对高海拔低压低氧的工作环境下混合式通风系统参数优化,以西藏某铜矿为研究背景,使用FLUENT数值模拟掘进巷道内粉尘浓度在不同通风环境下变化规律,通过改变混合式通风的压风量、风筒位置和抽压风量比等通风参数进行对比实验,总结通风参数对粉尘运移的影响规律,进而对通风参数进行优化处理。模拟结果为当压风量为150m~3/min,压、抽风筒出风口分别与掘进面距离为14m、2m,抽压风量比为0.9时,粉尘质量浓度大幅度降低。通过现场实验验证数值模拟结果与实际状况大致相符。     

掘进巷道爆破后通风

本文通过对掘进巷道风流结构的分析研究,针对目前掘进巷道污染严重问题,提出了一种单机混合通风方式,给出了风量计算公式.通过实例计算证明,此种方法排烟快,通风效果好.     

六盘水矿区掘进巷道中风速对瓦斯分布的影响研究

采用数值模拟的方法对六盘水矿区掘进巷道中风速对瓦斯分布的影响进行研究,利用Gambit以及Flunet模拟软件,建立梯形巷道模拟图。应用组分运输方程和标准k-ε方程模型,对掘进巷道中不同风速下瓦斯的分布规律进行模拟,研究结果显示,当瓦斯涌出量一定时,风速较小时瓦斯浓度分布较大,增大风速后,瓦斯积聚现象显著降低。     

不同通风参数对掘进工作面降温的影响

为了明确压风筒距离及抽、压风量配比对掘进工作面冷却的影响,建立了赵楼煤矿7302轨道巷机掘工作面1∶1等比例物理模型,运用AnsysCFD软件对压风管出风口与掘进巷道迎头端面之间的距离L_f(分别设为2.5、5、7.5、10 m)、抽风量和压风量配比B(B分别设为1、1.5、2)条件下的掘进工作面风流参数的影响进行数值模拟。结果表明:当Lf大于5 m时,工作区域的风流都能保持在0.3 m/s以上,随着Lf的增加,掘进迎头附近的涡流场变化加剧,当L_f=5 m,B=1.5时,巷道内工作区域平均温度27°C,长抽短压混合式通风系统可达到最佳的通风降温效果。将数值模拟结果应用到赵楼煤矿7302掘进工作面通风系统优化后,对工作面内多个断面上的测点进行风速、风温测量,实测风速与数值模拟结果平均相对误差10.07%,实测风温与数值模拟结果平均相对误差1.60%,数值模拟结果较为准确。     

金属矿山独头掘进巷道降温计算模型研究

计算金属矿山独头掘进巷道降温所需制冷量,可为制冷机型号的选择提供依据。以压入式的局扇通风为假设,建立金属矿山独头掘进巷道降温计算模型,并运用Visual Basic语言编写了独头掘进巷道降温制冷量的计算程序。进而利用FLUENT6.3软件模拟了利用金属矿山独头掘进巷道降温计算模型的计算实例,模拟结果得出独头掘进巷道降温计算模型计算出的降温制冷量可使送入到掘进工作面的风流达到掘进巷道热环境指标要求。该计算模型可为矿井降温设计人员和现场工程技术人员提供借鉴和帮助。     

掘进爆破对巷道围岩影响的研究探讨

采用FLAC3D的非线性动力分析功能,对单孔爆破进行了数值模拟研究,以岩石破裂的临界震动速度为判据,分析确定了爆破对岩体的损伤范围.利用现场试验,研究了爆破孔周围岩石的抗压、抗拉强度的变化.研究表明:数值模拟确定的裂隙圈半径大小与试验得到的围岩力学性质劣化区大小基本吻合.参照井下岩巷常用的光面爆破炮眼布置图,掏槽孔和辅助孔爆破对成型巷道的围岩不产生损伤,周边孔爆破对15cm范围内的围岩造成损伤,使其抗压强度约下降9%,抗拉强度约下降20%.本研究对于井下巷道围岩控制和预留安全岩柱厚度的确定具有重要意义.     

掘进巷道壁面粗糙度对受限贴附紊动射流的影响

由于巷道壁面粗糙度对贴附紊动射流起始段与主体段有较大影响,根据贴附射流理论,通过FLUENT软件数值模拟,分析在巷道壁面粗糙度厚度不同及粗糙度不均匀的情况下,贴附紊动射流运动特征及对掘进巷道内通风流场的影响。结果表明：巷道壁面粗糙度厚度对受限贴附紊动射流的起始段影响较小,对主体段影响较大,随着粗糙度厚度增大,主体段的轴心速度减小越快,低风速区厚度增大,在回流区易形成涡流区;随着粗糙度不均匀性增加,巷道内涡流区增大。数值模拟结果与理论分析结果相符,为研究掘进巷道风流传递过程、粉尘与瓦斯运移规律等提供了理论基础。     

独头掘进巷道排尘通风参数的数值模拟优化研究

独头掘进施工时的连续凿岩作业产生的矿尘持续危害作业面施工人员的身体健康。为了优化某地下工程大断面独头掘进巷道的排尘通风设计,根据巷道实际尺寸建立了几何模型,采用CFD数值模拟方法研究了通风风量和风筒出风口到工作面距离对巷道内粉尘浓度分布和排尘效果的影响。结果表明:风筒出风口至工作面的作业空间平均矿尘质量浓度与送风量存在负相关性;风筒出风口到工作面距离过短导致射流无法充分发展,对排尘效果不利;送风量高于国家标准计算风量时,可以适当增加风筒出风口到工作面的距离;为使人的呼吸高度平面和作业空间平均矿尘质量浓度均能保持较低水平,风筒出风口到工作面距离为11～15 m时为较优方案。     

采空区上部掘进巷道的支护研究

为了探究采空区上部煤层稳定性及支护参数选取,以孙疃矿8221工作面为研究对象,拟从数值模拟角度出发,运用FLAC~(3D)数值模拟软件对8221工作面回采巷道进行开挖模拟计算,分析距1023停采线不同位置处的应力变化规律,回采巷道掘进过程围岩应力场特征,提出不同区域的支护方案,即以架棚支护为主,局部地质条件较好区域采用锚带网支护;结果表明:优化支护后的8221回采巷道围岩变形量小,巷道支护效果明显,架棚为主、局部锚带网的支护方案可以满足孙疃矿巷道支护的要求。     

掘进巷道压入式通风粉尘运移规律数值模拟

为了解决掘进巷道粉尘的严重污染问题,以西藏自治区某铜多金属矿为工程背景,运用数值模拟与现场测试相结合的方法,对掘进巷道采用压入式通风时的粉尘分布规律进行研究。通过GAMBIT建立几何模型,并运用FLUENT软件模拟压入式通风条件下粉尘的运移规律。模拟结果表明,掘进巷道内的粉尘在1 200s时基本全部排出,同时模拟结果与实测数据基本一致。