梅山铁矿采场爆破粉尘运移规律数值模拟研究

为探究巷道型采场爆破粉尘排出采场的运移规律,以梅山铁矿-330 m水平某巷道型采场为基础,采用数值模拟方法研究爆破粉尘在采场中的运移规律.研究结果表明:采场风速在竖直断面上的分布呈现\"两侧高、中间低、进风大于出风,迎头附近几乎无风\"的规律.爆破后600 s内,粉尘浓度迅速下降.爆破粉尘在水平方向上的扩散明显受风流场影响...     

综放工作面粉尘浓度分布规律的数值模拟

根据综放工作面的具体特点和实测数据,运用气固两相流动理论,建立综采工作面粉尘运动的数学模型.采用计算流体力学的FLUENT软件,对工作面的粉尘浓度分布进行数值模拟,模拟结果与实测数据相吻合。模拟显示:粉尘产生后,多数随风流在煤壁一侧运动,少数粉尘随机扩散。割煤是综放工作面内的最主要的尘源,移架、放顶次之,综放工作面的除尘重点应该放在采煤机下风向5~10m的煤壁一侧。     

综采工作面粉尘浓度分布的现场实测与数值模拟

对唐山矿综采工作面粉尘浓度进行了现场实测,运用气固两相流动理论,提出粉尘运动的数学模型,针对煤矿井下综采工作面特点和相关实测数据,采用计算流体力学的FLUENT软件,对工作面粉尘浓度分布进行了数值模拟,得出模拟结果与实测数据相吻合,并提出综采工作面除尘方法的建议.     

爆破烟尘气溶胶粒径分布的研究

作者在峒室的沙土中进行爆破试验,测定爆破产生烟尘气溶胶的沉降规津,研究其行为过程和粒径分布．结果表明,烟尘气溶胶的粒径小于１０μｍ,其中粒径小于５μｍ的颗粒占总数的９０％以上．     

基于Fluent的扁平硐室采场粉尘浓度分布及运移规律研究

基于气固两相流理论及扁平型硐室采场特点,建立粉尘运移模型,运用FLUENT软件中的k-ε双方程模型和离散相模型(DPM)对采场爆破后通风20min内粉尘浓度变化,以及在不同入口风速下粉尘的运动轨迹进行了数值模拟。结果显示粉尘浓度分布受风流流场影响显著,爆破0～50s时间内粉尘受回流作用聚集在硐室左侧隅角及边壁附近,50s之后粉尘开始由主风流带出硐室,60s后开始进入循环净排阶段,在0～70s内粉尘浓度下降最快,70s以后采场内的粉尘主要是呼吸性粉尘,沉降时间较长。对粉尘运移的数值模拟显示,不同入口风速对粉尘的运移影响明显。     

煤巷掘进过程中粉尘浓度分布规律的数值模拟

为了掌握粉尘的分布规律,根据气固两相流理论,针对矿井掘进工作面的特点,采用计算流体力学的离散相模型(DPM)对压入式通风掘进巷道中粉尘浓度进行了数值模拟.由此总结出压入式通风掘进巷道中全尘和呼吸性粉尘浓度都是在工作面附近区域较大,然后沿程逐渐减小,并比较发现,抽出式通风的除尘效果要好于压入式通风.     

综采工作面粉尘浓度分布及运动规律数值模拟

针对煤矿井下综采工作面粉尘产量大、浓度高且降尘困难的特点,结合气固两相流理论,运用FLUENT数值模拟软件,对井下综采工作面风流分布和粉尘浓度运移规律进行模拟研究。研究发现:风流在采煤机滚筒处发生绕流,流速达到最大值4 m/s,在采煤机后方15 m处风速趋于平稳,采煤机机道的风流流速大于人行道风流流速;粉尘浓度在采煤机处达到最大值3 900 mg/m3,采煤机机道粉尘浓度高于人行道粉尘浓度。风流分布与粉尘浓度分布一致。     

机掘工作面控除尘下流场特征与粉尘分布规律的数值模拟

分析了控除尘系统工作时,机掘工作面流场分布特征,并对附壁射流区和冲击区的流场进行了解析,得出附壁射流区最大射流速度沿X轴方向的变化式及冲击区射流冲击巷道迎头时产生的最大压强。通过GAMBIT建立了数值模拟物理模型,在FLUENT中分析得到:冲击射流改变了巷道粉尘浓度分布规律,形成了一个隔离区,且极点M处的隔尘率最高可达75%~80%;当控除尘系统同时开启时,模拟掘进机司机处的降尘效率可达90%~95%,现场实验值为97.84%,模拟结果与实验值相近,说明数值模拟方法具有一定的可靠性。     

萨热克铜矿采场爆破对相邻采场的影响

地下矿山采场爆破对相邻采场围岩的稳定性造成扰动是不可避免的,当爆破单段起爆药量过大时,采场容易出现片帮或冒顶。因此研究地下采场回采时爆破振动对相邻采场的影响,从而保证地下采场的安全和稳定是很有必要的。结合新疆萨热克铜矿生产情况,采用现场爆破振动测试和数值模拟分析相结合的方法研究萨热克铜矿地下采场爆破振动对相邻采场围岩的影响,利用萨道夫斯基经验公式对测试数据回归分析,得出地震波传播衰减公式。数值模拟研究爆破过程中邻近洞室的质点振动速度特点,相邻采场洞壁动应力分布规律以及爆破动应力与振动速度的关系。     

某矿山采场围岩应力分布规律的数值模拟研究

根据矿床赋存条件、地质构造与矿岩物理力学性质,建立原岩和采场有限元模型,研究原岩应力(以自重应力为主)、采场(阶段矿房法采矿)围岩应力分布规律、以及随着矿房落矿过程中采场围岩应力的变化特征,基于现场地质调查和室内试验得到的数据,利用有限元软件ANSYS,对某矿段矿石开采过程进行了有限元数值模拟,获取了不同开采阶段采场围岩应力的分布情况。     

基于测量窗口气鞘多相流分析的粉尘质量浓度测量装置优化

针对煤矿粉尘质量浓度传感器测量窗口易受粉尘污染的问题,借鉴空气幕的隔尘机理,提出在光学测量窗口处增加气鞘的结构来提高粉尘质量浓度测量装置的精度。利用Fluent软件对粉尘采集通道和测量口处进行气固两相流仿真,获得管壁和测量口处粉尘质量浓度的速度云图、压力云图和粒子运动轨迹图,据此优化传感器结构。仿真及实验表明,改进后的测量口处5μm以下粒径的气流速度提高到1.8 m/s以上,使气流高速通过测量通道,有效降低了5μm以下粒径的粉尘沉积,保证了测量的准确性和时效性。     

W型通风综采工作面生产期间粉尘分布规律研究

为了研究W型通风综采工作面生产期间粉尘分布的规律,对生产时工作面分段进行粉尘浓度测定,了解粉尘分布状态。研究结果表明:采煤机顺风割煤与逆风割煤粉尘浓度分布规律相似,逆风割煤时的粉尘浓度较大;移架时粉尘浓度从支架上风侧开始至下风侧浓度迅速增大到最高,然后很快降低,在尘源下风侧5 m左右粉尘浓度达到最大,移架尘源下风侧10 m处粉尘浓度急剧下降并趋于稳定。     

凿岩钻车捕尘罩结构改进及内部流场特性研究

为了确定凿岩钻车除尘系统最优参数匹配关系,提高除尘系统效率,对除尘系统关键部件捕尘罩进行研究。利用Inventor建立捕尘罩的三维模型,使用Gambit软件进行网格划分,基于RNG?-?方程的气相湍流模型,借助Fluent软件对原型和改进型捕尘罩内部流场进行了数值模拟分析,采用拉格朗日粒子追踪法描述固相,进行气固两相流运动仿真分析,并与实验观察结果进行对比,验证了仿真的准确性。结果表明:增加导流板和罩体卷边设计,大大提升了流场速度,改进了流场分布,吸尘效率提高了54%。当原型捕尘罩出口流量设为入口流量4倍,明显减少粉尘外泄所造成的二次污染,而改进型仅为3倍,且吸尘效果更好。     

射流浮选柱的两相流数值模拟

建立了浮选柱内部流动的两相流流动方程,给出了方程中各未知变量的具体算法.对Microcel浮选柱进行了两相流数值模拟,得出不同条件下该浮选柱内部速度场的分布,并与实测速度值进行了比较和分析.研究结果表明,入料、尾矿口的布置对浮选柱内部流场有重要影响,浮选柱内部流动稳定性可以用k值评定.     

胶带输送巷道粉尘运动规律的数值模拟

为解决胶带输送巷道粉尘浓度高的问题,获取通风除尘设计的合理参数,改善作业环境,以西石门铁矿提升车间系统11/96胶带输送斜井为研究背景,依据气固两相流理论,运用Fluent软件对胶带输送巷道粉尘运动规律进行数值模拟,并与现场实际的粉尘浓度分布情况进行对比分析,模拟结果与实测数据基本一致。研究结果表明,壁面条件、胶带输送速度及巷道风速是影响胶带输送巷道粉尘浓度的3个重要因素。在通风除尘设计中,最优排尘风速以3 m/s最为合适,粉尘浓度保持在4 mg/m3以内。同时,保持墙面润湿、减小胶带输送速度也能在一定程度上提高降尘效果。     

基于气固两相流的粉尘质量浓度测量装置优化

针对传统光散射粉尘测量仪易受粉尘污染的问题,利用Fluent软件对粉尘采集通道内的气固两相流进行数值仿真,通过粉尘颗粒的运动轨迹找出污染光学结构的因素,并重新设计合理的通道结构。从仿真数据看出当气流途经测量口处时产生了低速涡流,在其长期低速冲蚀下,造成测量口处粒子的残留堆积;经过项目组对测量结构的改进,设计了1种不易被粉尘污染的装置。仿真实验结果表明,这种新型的设计能使气流高速通过测量通道,并在测量口处产生了高速湍动涡流,使粒子不易在测量口处残留,从而保证了测量的准确性和时效性。     

离心风机内气固两相流的数值模拟

利用FLUENT软件,通过离散相模型对离心风机中固体颗粒的轨迹进行了数值模拟。从而定性模拟了固体颗粒在风机内的运行轨迹。模拟分析结果有助于以后的风机防磨设计。     

冷喷涂Cu粉气固两相流数值模拟研究

通过在冷喷涂条件下对喷枪内部流场进行数值模拟,得到气相流场中温度场、压力场和速度场分布,给出了气固两相流场中颗粒相轨道化描述。结果表明:气体温度和气体压力在喷管中先升高后降低,气体速度在喷管中持续升高,颗粒温度和速度表现出与气体良好的跟随性,先急剧升高后稳定升高,故适当提高气体预热温度能更好地提高颗粒的入射速度和得到较高的沉积率。