非对称风幕出口阻隔效果正交实验研究

矿用空气幕作为先进的井下风流调控技术,可以有效地解决井下通风与交通的矛盾。为提高风幕阻隔风流的效率,对比了单风机风幕在风量一定的条件下,不同出口布置形式对阻隔效果的影响,发现双侧非对称形式优于其他形式,为进一步研究在该形式下各因素对风幕阻隔效果的影响,利用正交实验原理设计了影响矿用风幕阻隔效果的四因素三水平的数值实验。     

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。     

综掘工作面通风条件对径向旋流风幕阻尘效果的影响北大核心

为了提高综掘工作面径向旋流风幕阻尘效率,降低高浓度粉尘对人员作业区域污染,运用数值模拟与工程实测相结合的方法分析了通风条件对径向旋流风幕阻尘的影响规律。结果表明:随着风幕与工作面距离增加,风幕装置径向风量增大、通风系统压抽比减小,径向旋流风幕运移过程中更易于转化为风量与风速分布均匀的轴向阻尘流场,粉尘污染程度随之降低。拟合了高浓度粉尘扩散距离与各通风条件间的定量关系,结合实际生产条件,确定了径向旋流风幕阻尘较优通风条件为风幕距工作面30 m,风幕装置径向风量为270 m3/min以及通风系统压抽比为0.8。通过对模拟结果进行工程实测,验证了数值模拟的有效性,掘进司机断面粉尘浓度降至35.5 mg/m3,风幕阻尘效率达到了90.5%。     

综掘工作面风幕控尘除尘系统数值模拟研究

为了解决综掘工作面粉尘浓度严重超标,严重威胁着井下工作人员的健康与安全问题。以玉华煤矿2410综掘面为研究背景,在压抽混合式通风的基础上,运用风幕控尘技术,构建了风幕控尘除尘系统。运用数值模拟和现场实测的方法对工作面风幕控尘除尘系统的粉尘场进行分析,应用FLUENT软件数值模拟压风口位置及风幕射流角度对该系统除尘效果的影响。分析结果表明,根据综掘面实际情况,确定该系统在压风口距迎头面15 m、风幕射流角为5°时,风幕后方工作区呼吸带粉尘平均浓度为23.84 mg/m³,系统除尘效果最佳,除尘效率提高了91%,作业人员环境明显改善。     

锥形风幕风机流场的实验研究

推出一种新型除尘风机———锥形风幕风机。它不同于普通风机,风幕风机在同一轮毂安装有角度相反的2套动轮,外动轮产生的正压射流和内动轮产生的负压汇流叠加形成锥形风幕流场,将污染区域封闭其中,抑制了瓦斯和粉尘的扩散。通过实验测试,验证了风机流场的存在及其合理性。实验证明:风幕风机的有效吸程比普通抽出式风机增加了8～12倍,对呼吸性粉尘的治理效果尤为明显。     

综掘面双风幕通风系统控尘除尘性能研究

针对综掘面粉尘浓度超标的问题，以山西长治潞安司马矿综掘工作面作为研究对象，建立了平行出风口形成的双风幕通风系统仿真模型，空气相利用标准k-ε湍流模型，颗粒相利用DPM模型，对综掘面附近的风流场和粉尘场进行了模拟研究。研究表明：双风幕通风系统在出风口导流板的康达效应下，在司机前方产生两道独立的风幕，靠近产尘点的第一道风幕将作业过程产生的大多数粉尘阻隔在主控尘区内；第二道风幕位于第一道风幕和司机之间形成辅控尘区，进一步拦截粉尘；当上下导流板角度α取45°,风口高度H均取30 mm,抽风口离综掘面距离L为10 m时，呼吸带粉尘浓度最小。将双风幕通风系统与传统长压短抽通风系统控尘除尘性能进行比较可知，前者作用时呼吸带粉尘浓度远低于后者作用时，除尘率提高了84%。     

综掘工作面双径向旋流屏蔽通风控尘机理

双径向旋流屏蔽通风是综掘工作面一种新型的通风控尘方式。为了获得该新型通风方式的控尘机理,以广西百色百矿集团某煤矿综掘工作面为原型,建立了综掘工作面双径向旋流屏蔽通风数值仿真模型。基于Fluent软件,采用Realizable k-ε湍流模型和DPM离散相模型相结合,对该种通风方式下的综掘工作面风流流场和粉尘质量浓度分布进行了数值仿真。结果表明:双径向旋流屏蔽通风可在工作面形成2道旋转风幕,即掘进机司机前方的1号风幕与转载点前方的2号风幕;1号风幕在吸风筒吸风作用下形成具有独特的伞形结构,可将掘进产尘屏蔽在掘进端头有限区域;2号风幕可将转载点处扬尘与掘进机司机区域分隔,保证司机区域不被转载点粉尘污染;综掘工作面双径向旋流屏蔽通风所产生的环形径向旋转射流能在巷道横断面形成稳定旋风,而且整个断面速度分布均匀,相较于传统的附壁风筒通风形成的径向风幕具有更高的强度和粉尘阻隔效率;双径向旋转风幕将综掘工作面的两大主要尘源(掘进机产尘和转载点扬尘)与掘进机司机区域有效隔离,阻止粉尘扩散至司机区域,为掘进司机提供一个良好的作业环境;吹吸流量比是影响该通风方式控尘效果的重要参数,司机处粉尘质量浓度随着吹...     

综掘工作面抽尘区域对旋流风幕控尘的影响

为提高综掘工作面旋流风幕控尘效率,降低高浓度粉尘污染,运用数值模拟与工程实测相结合的方法分析了抽尘区域对旋流风幕控尘的影响规律。结果表明：随着抽风口距工作面距离增大,抽风筒距压风筒对侧巷道边壁越远,工作面流场控尘能力逐渐降低,高浓度粉尘扩散距离及扩散角均随之增大。基于模拟结果,确定了综掘工作面旋流风幕控尘的最优抽尘区域为抽风口距工作面2 m,抽风筒安设于压风筒对侧巷道边壁。通过工程应用,验证了数值模拟结论的有效性,掘进司机处粉尘浓度可降至24.6 mg/m³,风幕控尘效率达到91%。     

压抽比及风幕发生器位置对机掘工作面阻尘效果的影响

为了掌握压抽比β、风幕发生器与工作面距离L_w对风幕阻尘效果的影响规律,利用Fluent软件数值模拟了β及L_w不同耦合方式下的风流场及粉尘流场运移情况。结果表明,随着β降低、L_w增大,风幕发生器形成的径向旋流风幕逐步转变为轴向阻尘风幕,β越大、L_w越大,径向旋流风幕的阻尘能力越弱,粉尘的扩散距离Ld随之增大;β越小、L_w越大,形成的轴向阻尘风幕越稳定,Ld随之降低,且轴向阻尘风幕阻尘能力优于径向旋流风幕。根据数值模拟结果,结合生产实际,确定β为0.75、L_w为20 m是风幕阻尘的最佳通风参数设置,将该参数在回坡底煤矿东五采区胶带巷进行了工程应用,实测风速方向及大小与数值模拟结果相对误差较小,说明数值模拟结果较为准确,工作面内形成了厚约3 m的轴向阻尘风幕,现场高浓度粉尘被阻控在距工作面6 m以内、掘进司机前部巷道空间范围内,阻尘效果明显。     

救生舱空气幕一氧化碳阻隔性能研究

介绍选取一氧化碳为目标气体,研究了空气幕开孔直径、开孔间距及救生舱外界环境一氧化碳浓度3个因素对空气幕阻隔性能的影响.实验结果表明,在救生舱舱门口处设置空气幕系统对阻隔舱外部环境一氧化碳具有明显的效果,阻隔率可达65％～70％.