基于FLUENT的井下选矸车间空气流场模拟研究

为了确保煤矿井下选矸车间通风可靠和安全运行,利用FLUENT软件对井下选矸车间的风流流场进行了数值模拟,为合理通风提供理论支持。结合常村煤矿井下选矸车间的具体布置,建立三维物理模型,模拟分析了不同风量情况下各地点的风速分布,确定出最低风量要求。通过风流流场分析,找出了相应的微风和涡流区域。根据最低风速要求,采取改变巷道局部设计、增加导风板措施杜绝该区域出现微风和涡流现象,以保障井下安全生产。     

压入式掘进巷道风流粉尘运移规律及最佳压风量研究

掌握巷道内风流场局部特征和粉尘运移规律是解决巷道粉尘严重污染问题的理论前提。本文运用数值模拟与现场实测相结合的方法,利用FLUENT数值模拟软件对掘进巷道单压入式通风条件下的风流流场分布及粉尘运移规律进行了研究,并通过改变压风量得到了通风控尘效果最佳压风量;最后,通过现场实测验证了模拟结果的准确性。结果表明：掘进巷道在单压入式通风条件下,风流场可分为射流区、涡流区、回流区3个区域,其中风流速度变化在流场中主要呈现为射流区风速衰减较快,涡流区风速较小,回流区风速衰减较慢;粉尘运移过程中受风流影响较大,回流侧的粉尘质量浓度高于风筒侧,质量浓度超过350 mg/m³的粉尘主要集中在掘进机前方、涡流区域及回流侧;提高风筒压风量在一定程度上可以提高通风控尘的效果,但压风量过大会造成巷道内二次扬尘,当压风量为1 400 m³/min时,控尘效果最佳。     

掘进工作面压入式通风流场的数值模拟

由于井下作业的特殊性,掘进工作面必须应用局部通风系统。针对掘进工作面压入式通风,依据空气动力学、流体力学、紊动射流等理论以及风流流动特性,结合某矿山115m中段掘进面的实际情况,利用Fluent软件对掘进工作面的风流流场进行数值模拟研究。结果表明,风流流场存在附壁射流、冲击射流、回流以及涡流4个分区。风筒出口的射流区正下方小块区域和巷道顶部区域风速极低,这可能导致巷道内存在通风盲区,需对此处加强通风管理。     

FCR型微风检测管研制成功

<正> 抚顺煤炭研究所已研制出井下 FCR 型微风检测管,这种微风检测管与西德(德列格)同类产品相比,具有烟量大、烟雾扩散速度慢、无毒、无味、腐蚀性小的特点。适用于煤矿井下及金属、化工矿井微小风流风向的确定与风速、风量的测定。也适用于巷道、煤柱、顶板、老塘、密闭的漏风点、漏风区域的确定。是矿井通风人员、救护队员必备的器     

通风能力核定在乌兰木伦煤矿的应用

为保证矿井安全高效生产,应定期对煤矿通风能力进行核定。以乌兰木伦煤矿为例,在矿井通风系统相对稳定时期,计算井下各个用风点所需风量,确定采掘工作面布置数量,并核定通风系统的通风能力,对矿井通风能力进行验证。研究表明,乌兰木伦煤矿合理的采掘比为2∶3,矿井生产能力为837.4万t/a,矿井等积孔为4.69 m2,矿井为通风容易矿井。依据矿井通风动力、用风地点有效风量、矿井通风网络能力和稀释瓦斯能力对矿井通风能力进行了验证,表明井下各用风地点风流稳定,风量、风速、风阻满足要求,矿井通风网络能力能够满足安全生产的要求。     

巷道边壁支护方式下风流场流速分布特征的PIV实验研究

为了分析边壁支护方式对巷道风流场流速分布的影响,采用粒子图像测速仪（PIV）瞬 态流场测试技 术,得到了不同风速、不同间距边壁支护的矩形巷道流场时均风速分布。实验表明,风流经过 支护位置后形成一定 长度的湍流回流区域,2 种布置间距下入口风速变化未对形成的回流区长度及涡心位置产生影 响;间距加大后形 成的涡流再附着点长度与 Re 无关;整个涡流区域风速值较小且流向不稳定,但未对主流风速 流向产生较大影响, 井下实际布置测风点位时可有条件地忽略局部构件产生的湍流涡流区。研究表明,PIV 作为一 种非接触式速度测 量技术,可为研究复杂矿井通风巷道中的风流场湍流特性提供有效的实验解决方案。     

电控风门联锁装置浅析

风门是煤矿井下既能遮断风流又能通车行人的主要通风构筑物,其作用是保证井下风流按规定的路线、方向流动,对风流进行控制。为了避免在开启风门时,造成风流短路,破坏整个通风系统,防止一些用风地点出现无风、微风现象,《煤矿安全规程》第118条及煤矿质量标准化标准明确规定,安设风门每组不少于两道,同时还规定行人或通车的风门严禁两道同时打开,否则将造成风流短路,使采区(采面)及矿井有效风量大幅度减少,甚至还可能由于风量减少而引起灾害事故。     

基于FLUENT的侧卷式风门的数值模拟研究

为了解决煤矿井下传统风门启闭程度单一及必须结合风窗进行风量、风速调节的弊端,提出了侧卷式巷道风门。侧卷式巷道风门能够综合传统风门隔断风流与风窗调节风量的功能。通过利用ICEM建立风门、巷道模型,利用FLUENT软件对侧卷式巷道风门在风场中进行研究,模拟了不同风速下,风门对风场的影响,得到了不同风速时的压力云图、速度云图。结果表明,风速越大,引起的局部阻力越大、引起的巷道进出口压力差越大,而风门尾部流场的涡流区越长,可为侧卷式风门的结构设计及安装位置确定提供参考。     

坪土煤矿通风系统特征及通风能力核定研究

 科学地进行“以风定产”,是实现高瓦斯矿井安全生产的重要保证和前提之一。本文选定矿井通风系统相对稳定的时期为核定时期,通过矿井需要风量计算,确定各采掘工作面、硐室及备用工作面的需风量;根据矿井通风能力计算,确定安兴煤矿合理的采掘比为1：3,矿井通风能力为120万吨。并从矿井通风动力、用风地点有效风量、矿井通风网络能力、稀释瓦斯能力等方面验证了矿井通风能力为120万吨。井下各用风地点风流稳定,风量、风速、风阻满足要求,矿井通风网络能力能够满足生产安全的要求     

大型特厚煤层高瓦斯矿井风流非稳定流动规律研究

以塔山煤矿为工程研究背景,对"两进一回"的通风风流流动规律进行了分析。建立了风流非线性计算模型,并在此基础上运用Comsol数值计算软件分析不同配风量情况下风流的流动规律。研究结果表明,当两巷道进风量一样时,在工作面的中部形成了涡流,瓦斯容易积聚,风速达到9 m/s以上,巷道中风流整体上近似服从正态分布。当两巷道进风量不一样时,工作面内没有形成瓦斯积聚,瓦斯得到充分的稀释,风速约为4.7 m/s,巷道内风流流动状态起伏较大。两进风巷风量分配不一样更有利于工作面瓦斯的稀释。     

大湾煤矿通风系统特征及通风能力核定

选定矿井通风系统相对稳定的时期为核定时期,通过矿井需要风量计算,确定各采掘工作面、硐室及备用工作面的需风量;根据矿井通风能力计算,确定大湾煤矿合理的采掘比为1：4,矿井通风能力为130万t,矿井等积孔3．97m^2,矿井为通风容易矿井。并从矿井通风动力、用风地点有效风量、矿井通风网络能力、稀释瓦斯能力等方面验证了矿井通风能力为130万t。井下各用风地点风流稳定,风量、风速、风阻满足要求,矿井通风网络能力能够满足安全生产的要求。     

煤矿井下调节风窗的遥控

<正> 前言煤矿井下工作面的风量,长期以来都是靠人工改变回风道断面的办法来进行调节。用这种办法来实现通风网路各分支风流的合理分配,是比较困难的。当前矿井瓦斯与风速遥测技术的出现,为矿井通风集中监控,实现通风网路风流分配自动化提供了技术手段。     

某金属矿矿井通风系统测定与评价

矿井通风系统的优劣对地下矿山的安全生产有重大影响。在对某金属矿山通风系统进行详细调查与现场测定的基础上,以风速(量)合格率、风质合格率及有效风量率等十项鉴定指标为评价依据,对该矿山的通风系统进行了系统评价与分析,指出该矿通风系统存在主扇与矿井现需风量不匹配、有效风量率低、通风构筑物不完善、风流调控设施不到位及管理不善,导致风流紊乱、内部漏风、风流短路严重、风量分配不合理及采场通风条件差等问题,并针对问题提出了相应的改进意见与措施,以期改善矿山井下作业点的环境,有效解决井下的通风问题。     

大型机械化金属矿山通风系统优化

为了改善大型无轨机械化矿山井下通风效果,分析了无轨设备运行时的需风量,并与工作面最小排尘风速、井下同时工作的最多人数需风量相比对,确定了井下最少供风量;基于Vensim通风软件构建了井下通风网络图,并对风流路径、风机参数、构筑物进行动态调节,使无轨设备相对集中的地方得到更多的风量,从而达到井下通风系统优化的目的。对贵州某大型无轨机械化矿山通风效果研究结果表明：无轨设备需风量最大,以此风量作为井下最少供风量;结合Vensim通风网络图,确定通风机与风构筑物的位置,并调节风门开度与风机转速,对风流路径与风量进行动态优化;采用刚性风筒大大降低通风阻力。通过这几方面的优化成功改善了井下大型机械化金属矿山通风效果。     

试析矿井通风系统风流参数动态监测及风量调节优化

矿井的通风系统拥有合理的风流参数是保证矿井安全生产,改善井下作业环境的重要环节。近年来,随着矿井安全监控技术的发展,通风安全监控设备在通风安全管理中发挥的作用越来越大。本文主要探讨了煤矿通风网络风流参数动态监测和风量调节优化技术,为矿井的安全生产提供理论依据。     

桃冲矿业公司长龙山铁矿通风系统优化

通过长龙山铁矿日常通风检测数据分析,通风系统存在漏风严重、有效风量偏低、主要生产区域风量供风不足、风流短路等现象,由此提出了3种通风系统优化方案。通过矿井总风量核算、网络解算分析比较了各通风方案的系统装机容量、系统总风量、系统实耗功率、风机通风阻力、机站效率、经济效益以及优缺点,在尽量利用现有通风设备及井巷工程的基础上,综合考虑采区采掘工作面布置、风量合理分配因素以及系统机站设置方式和风机性能参数,从而确定了最优通风方案,解决风流短路问题,增加井下主要生产区域供风,提高了有效风量,确保井下生产安全。     

超长距离掘进工作面局部通风技术研究

为了提高斜沟煤矿长距离掘进通风的效率,通过理论分析计算、数值模拟和现场试验效果检验等方法对矿井已有的长距离局部通风方式进行优化分析。同时采用FLUENT数值模拟软件对不同风速下瓦斯浓度分布云图进行对比,得到在工作面和涡流处瓦斯浓度最大,受回风大巷风流影响瓦斯浓度随之减小,为优化掘进工作面通风系统提供技术指导。结果证明:优化后的掘进工作面通风系统可将风机有效风量率提高到83.2%,风机装机效率增加到92.8%。     

无煤柱开采工作面相邻采空区连通后漏风规律研究

针对无煤柱开采“Y”型通风工作面采空区漏风严重,相邻采空区连通后漏风规律复杂等特点,以寺河煤矿二号井97312工作面为研究对象,使用SF6示踪气体法测定了漏风区域分布、漏风量和漏风类型,并通过数值模拟分析了采空区内部漏风流场分布规律。结果表明：97311采空区与97312采空区全域存在漏风流;97222巷均为正压漏风,漏风流由97222巷挡矸墙进入97311采空区后,向97312采空区运移;97312工作面进风隅角与回风隅角处形成涡流,导致97312工作面沿风流方向依次形成正压—负压—正压—负压4段漏风区域,部分漏风以涡流形式流回97312工作面,大部分经挡矸墙进入97224巷沿空留巷段;97224巷沿空留巷段以负压漏风为主,但在巷道变形严重和插管瓦斯抽采区域为正压漏风。     

海南铁矿北一采区井下通风系统优化

随着海南铁矿地采基建工作逐步完成,北一采区井下通风系统各水平均存在着风流串联及短路、采掘作业面供风量不足等问题,造成了部分作业地点矿尘浓度超标,采掘工作面通风不畅,严重影响了矿井安全生产和井下矿工的身体健康。分别采用了通风网络优化技术、机站优化技术以及Ventsim三维通风模拟技术对该矿井下通风系统进行了优化研究。采用了动态仿真模拟软件进行了通风网络解算,结果表明:通风系统优化后,矿井总风量能够达到185.29 m~3/s,试生产区域(0~-105 m水平)的风量为152.45 m~3/s,-120 m开拓水平风量为32.84 m~3/s,可有效改善井下通风条件,提高矿井生产效率。     

玉石洼铁矿通风系统优化效果模拟研究

以玉石洼铁矿22#采场为研究背景,依据气体运动及求解理论,运用计算流体力学FLUENT模型对22#采场的优化方案进行效果仿真及反风模拟,并将模拟风量与设计风量、正常通风与反风情况进行对比,分析各测点断面风流速度和风量,掌握该反风方式的影响区域及井下各巷道反风时的通风状况、风流方向、风量大小及稳定性。模拟结果与设计结果基本吻合,在反风条件下,各主要回风道的进风量基本达到正常运转时风量的60%,并且根据现场情况,可以在10 min内实现主运输巷道内风向反转。研究表明,通风改造方案确实可行有效,通风线路、方向和风量能够满足设计要求,同时风机反转,反风效果亦能达到要求。