高温金属矿井巷道掘进中组合压冷风筒布位对降温效果的影响

为量化研究高温掘进巷道在双压入抽压混合通风中设备布置对降温效果的影响规律,利用Fluent计算流体力学(CFD)软件对掘进巷道通风降温进行数值模拟.首先,建立双压入混合通风三维模型,利用Fluent软件对模型进行边界条件及求解器参数设置;其次,设置3组压入风筒2不同布置位置的对比试验进行数值模拟;最后,分析双压入抽压混...     

独头巷道局部通风数值模拟研究

独头巷道掘进工作面是矿山的主要工作面之一,矿尘浓度大是其工作面环境质量差的主要原因．局部通风是解决独头巷道掘进工作面的主要通风手段,因此,独头巷道掘进工作面局部通风质量的好坏将直接影响矿山的生产效益和职工的安全健康．文中通过利用Fluent软件对独头巷道局部通风时风筒出口距工作面不同距离的风流特性进行模拟研究．数值模拟结果表明,独头巷道掘进工作面采用压入式局部通风时,风流的独头巷道中存在效射程．因此,为了保障有效通风,应控制好风筒出口距掘措工作面的距离不应大干凤．浠．的有祷射程     

基于PMV的矿井独头巷道通风效果分析

矿井独头巷道内高温环境日益严重,根据传热学和流体力学理论,应用F luent软件对某深井独头巷道内的通风风流速度场、温度场进行模拟,并利用预测平均热感觉指标PMV对通风效果进行评价.结果表明:独头巷道通风风流结构分为射流区、回流区及涡流区,其中涡流区流速最小,换气效率最差;利用M atlab进行计算,得出PMV值范围为0.7~1.7,热感觉评价等级为稍暖,该结果与实际情况吻合.PMV值受巷道内空气温度、速度影响较大,在巷道中间高度位置(y=1.5 m)处,由于涡流的存在,风速较小,换气效率差,空气温度高,导致PMV偏大,因此,提高矿工热舒适性首先要考虑控制好巷道内空气温度及流速.     

配备辅助通风的高温矿井采掘区温度分布数值模拟

巷道高温是制约深部开采的一个重要因素。为了更好地发挥辅助通风设施的作用,提高短距离高温矿井的通风降温效果,采用数值模拟方法研究辅助通风设施对巷道降温效果。通过建立数值模型,设置有无辅助通风设施、不同辅助通风设施长度、不同辅助通风设施与墙壁之间的距离以及不同进气道风速等条件,分析掘进巷道的冷却情况。结果表明:无辅助通风设施的巷道仅靠增加进气道风速无法获得显著的冷却效果;在增加辅助通风设施的情况下,随着辅助通风设施长度的增加,掘进巷道的冷却效果越来越好,当辅助通风设施长度增加到一定程度后通风降温效果开始下降;增加辅助通风设施与墙壁之间的距离可显著提高通风降温效果;在辅助通风设施长度和辅助通风设施与墙壁之间距离固定的前提下,增加进气道风速可改善冷却效果,但随着风速增加,冷却效果改善越来越不明显。     

高原矿井分段式增氧通风数值模拟研究

针对高原矿井机械化掘进巷道传统扩散式增氧通风方案富氧效率较低及氧气资源浪费严重等问题,提出了一种新型分段式增氧通风方案。基于ANSYS-Fluent数值模拟软件,针对某海拔4 000 m的金属矿山掘进巷道,以掘进巷道需氧区域氧浓度提升至26%为目标,设计对比试验,分析传统扩散式增氧通风方案与分段式增氧通风方案掘进巷道的富氧扩散、氧气空间分布差异,并引入目标富氧偏离量和富氧输运效率2项指标,评估分段式增氧通风与传统扩散式增氧通风的富氧能力。结果表明：与传统扩散式增氧通风相比,分段式增氧通风的富氧扩散速率得到明显提升,增氧范围扩大,富氧耗时显著降低,巷道中段、末段需氧区域氧浓度分别上升至24.6%和25.5%,目标富氧偏移量降低至1.372,氧气利用率上升至50%,充分验证了分段式增氧通风方案富氧的有效性和优越性。该研究成果对于高原矿井制定机械化掘进巷道通风方式具有一定的指导意义。     

皮带运输巷道粉尘质量浓度分布规律的数值模拟

为了掌握皮带运输巷道粉尘质量浓度的分布规律,获取通风除尘设计的合理参数,以西石门铁矿提升车间系统40#皮带运输平巷为研究背景,依据气固两相流理论,运用计算流体力学的离散相模型对皮带运输巷道粉尘质量浓度进行数值模拟,并与现场实测的粉尘质量浓度分布情况进行对比分析,模拟结果与实测数据基本吻合.研究表明,运用欧拉-拉格朗日法对皮带运输巷道粉尘质量浓度分布规律进行模拟是可行的.在通风除尘设计中,当巷道风速为3 m·s-1时,排尘效果最好,粉尘质量浓度整体保持在3 mg·m-3以下;皮带运输速度为2.5 m·s-1时粉尘质量浓度较低;定期进行壁面洒水也能在一定程度上实现降尘目标.      

和睦山铁矿通风网络数值模拟及验证

文中主要通过数值模拟和实验验证相结合的方法对和睦山铁矿通风网络进行了研究．数值模拟部分,基于Fluent流体模拟软件,采用标准方程湍流模型和标准SIMPLE算法对通风网络进行数值模拟分析;通风系统测定过程中,使用JFY4通风参数测试仪对每个测点进行了风速、风量、温度、湿度、大气压力5项参数的测定;通过对比数值模拟结果和实际测量结果,表明采用Fluent流体模拟软件对井下风流进行数值模拟是可行的．此次通风网络的研究可以为后续进一步的全面系统优化研究提供基础．同时对于卿．阶段的捅厥【系统调站有一穷曲指导佑硐     

片理岩体巷道合理布置数值模拟研究

结合某矿山工程实际情况,利用三维有限元数值模拟软件3D-σ对片理状岩体下中段主运输巷道的布置方式进行了数值模拟,通过对不同布置方式下的巷道岩体最大主应力和顶板安全率进行分析,论证了巷道布置的合理性,得到了片理状岩体巷道的最佳布置方式.     

某金属矿山深井热害防治研究

以国内某铜矿深部矿井热害防治为研究实例,阐述了金属矿山高温矿井热源调查的主要内容,通过对矿井内高温环境主要参数的测定与分析,掌握矿井内存在高温现象的主要原因。根据对矿井通风系统调查的实际情况,采用Ventsim软件建立矿井通风系统三维仿真模型,对矿井通风系统进行风流模拟和热模拟,真实地反映井下通风和高温环境的现状。在此基础上,拟定了该矿山深井热害的治理方案,然后进一步使用Ventsim软件反复模拟与优化,确定最佳的实施方案。     

胶带运输巷道粉尘分布规律及其控制

通过对245胶带运输巷道内粉尘浓度的现场测定与分析,发现转载点和落矿点的粉尘浓度严重超标。为此,建立井下运输巷道的物理模型,采用Fluent软件对胶带运输巷道粉尘运动进行数值模拟研究,确定了巷道内粉尘运移规律。结果表明:当平均风速为3 m/s时,巷道内粉尘浓度最低; 巷道内粉尘浓度大小与胶带运行速度成正比。根据数值模拟的结果,结合某大型金属矿山的实际情况,制定了一套适用于胶带运输巷道的降尘措施。该措施实施后,胶带运输巷道内粉尘浓度最大的落矿点处由60.5 mg/m3降低到9.5 mg/m3,降尘效果显著,巷道内作业环境得到较大改善。      

江西金山金矿湾家坞矿区井下通风系统优化模拟研究

针对江西金山金矿湾家坞矿区存在的通风系统漏风严重,主扇运转困难等问题,提出了用风段分区通风系统优化技术方案,通过Ventsim三维通风数值模拟软件建立井下通风三维模型,并进行了通风模拟与通风网络解算。模拟解算结果表明:用风段分区通风系统通风效果良好,可以较好地改善井下空气质量,能够避免能见度低带来的安全隐患,改善井下作业人员的工作环境,可为江西金山金矿通风系统改造提供理论依据。     

基于GRU神经网络的巷道平均风速获取研究

针对矿井智能通风系统不能及时获取风速进而影响后续通风系统解算及优化的问题,利用ANSYS巷道风速分布模拟获取神经网络所需训练集,在人工测量与风速传感器监测数据的基础上,构建基于门控循环单元（Gated Recurrent Unit）神经网络的巷道平均风速预测模型。首先,提出神经网络模型,然后采用Adam优化算法对ANSYS模拟的点风速进行异常值和归一化等预处理,通过对不同形状巷道的监测点风速进行结构化处理后用于训练神经网络,找出各点风速与平均风速之间的强非线性关系,使预测风速逼近巷道实际平均风速,最后构建基于GRU神经网络的巷道平均风速预测模型。以王家岭煤矿实测数据作为测试集,将其应用于预测模型中,结果表明GRU神经网络模型具有较高精度和较强的泛化能力,能够获取巷道平均风速。矿井通风巷道平均风速预测模型在煤矿领域的成功应用,将为其他金属矿山智能通风系统及时准确获取风速参数提供新思路。     

近距离煤层群下工作面回采巷道合理布置方式研究

为了解决回采巷道变形严重、破坏大的问题,以正利煤业围岩为研究背景,利用数值模拟软件对不同巷道布设位置下的围岩塑性破坏范围及垂直应力分布进行分析.为了提升数值模拟精度,利用先前试验数据对模型物理参数进行属性设定,通过模拟研究发现,当回采巷道沿着巷道底板进行掘进时,此时的巷道塑性变形、巷道围岩垂直应力、围岩水平应力及充填体...     

金属矿山深部巷道稳定性测试与分析

深部高地应力条件下巷道所处的应力环境复杂、岩石变形破坏加剧,准确的测定巷道松动圈范围是确定合理支护参数的重要依据。通过数值模拟对金川二矿区深部巷道松动圈范围的计算结果表明,金川矿区深部巷道松动圈范围较大的区域主要分布在巷道左侧帮和底板,深度达到1.5m-2.95m。现场测试结果也表明,巷道两帮和底板松动圈范围较大,其深度为1.1m-2.85m,数值模拟结果与现场测试结果吻合较好。同时说明,金川矿区当前所采用的锚杆长度已无法满足深部巷道支护的需要,应在巷道松动圈测定的基础上对深部巷道的支护参数进行优化,采取更加科学有效的支护措施。     

基于Ventsim的深井线性热源对有效通风量的影响分析

随着矿产资源开采深度的日益增加,深井通风因其通风网络规模大、环境复杂等,面临着成本及能耗高的问题。考虑到深井高温环境具有大量且便利的热能,基于对深井温差能可利用性的理论分析,通过在回风井深部设置线性热源,运用Ventsim数值模拟的方法,研究了线性热源作用下温差能对矿井有效通风量的影响。结果表明：在矿井巷道干球温度处于25~48 ℃的范围内,线性热源的温度提升与矿井有效风量的提高呈正相关,且回风井内二者呈近似线性相关,但对于矿井底部风量基础值较小的水平巷道,回风井内线性热源对其有效风量的提升不明显;在线性热源作用下,不同的温度递增设置方案对于有效风量的提升也有一定影响,在线性热源温差范围相同的情况下,对温差间隔进行小幅度、多区间的合理设置,有利于提高温差能的利用率。     

通风除尘中局部净化的计算机模拟

借助计算机用数值方法模拟了通风除尘中局部净化问题,计算了循环净化流场的速度分布和浓度分布,并做了对比模型实验,获得了比较满意的结果。为应用数值模拟方法研究通风除尘气流分布、预测净化效果做了一次成功的探索,对通风除尘工作起到了指导作用。     

复采工作面回采巷合理布置位置研究

为了解决回采巷道变形严重及破坏大的问题,以杜家沟煤业为工程背景,利用数值模拟软件对不同巷道布设位置下的围岩塑性破坏范围及垂直应力分布进行分析,且为了提升数值模拟精度,利用先前试验数据对模型物理参数进行属性设定。通过模拟研究发现,当对回采巷道沿着巷道底板进行掘进时,此时的巷道塑性变形、巷道围岩垂直应力、围岩水平应力及充填体的破坏等均能满足巷道围岩控制要求,所以将回采巷布置于沿巷道底板的位置为最佳。     

高温独头巷道压抽混合式通风参数对人工制冷降温效果的影响

为了改善独头掘进巷道高温环境,以大红山铜矿西矿段-20 m中段北沿脉西侧高温独头掘进巷道为研究对象,利用Fluent进行数值模拟,开展了风筒高度、抽出式风筒滞后压入式风筒距离及抽压比对独头巷道人工制冷降温效果的影响研究。结果表明：压入式风筒高度对降温效果影响明显,最佳高度为1.0 m;抽出式风筒与压入式风筒高度持平时,降温效果最好,最佳高度为1.0 m;抽出式风筒滞后压入式风筒距离过大不利于降温,最佳距离为5.0 m;抽压比过小或过大均不能使掘进巷道形成良好的风流循环,降温效果较差,最佳抽压比为2.0。研究成果可为高温矿井通风辅助人工制冷降温参数选取提供指导。     

巷道与断层破碎带间距对岩体稳定性影响分析

通过数值模拟分析了巨龙铜矿平行巷道掘进过程中,断层破碎带与巷道间距对钻爆法掘进巷道围岩稳定性的影响。建立了不同巷道与断层破碎带间距下数值模拟计算模型,分析了围岩位移场、应力场及塑性区变化规律。数值模拟结果表明：巷道与断层破碎带间距为1 m和4 m时,断层破碎带对巷道围岩稳定性影响较大,巷道边帮最大位移值为6.19 cm和1.13 cm;最大主应力集中在巷道左侧围岩内,右侧围岩应力较小;水平方向应力集中在围岩与断层破碎带交界处;断层破碎带内出现塑性变形。当巷道与断层破碎带间距为7 m和10 m时,断层破碎带对巷道围岩稳定性影响较小,最大主应力与水平方向应力沿巷道中线近似对称分布,断层破碎带内无塑性变形。     

厚煤顶大跨度区段平巷围岩控制及支护设计

针对某矿5201大断面运输平巷的顶板控制问题,充分利用文献检索、现场调研、理论分析、数值模拟等工具,分析了围岩变形破坏机理,然后使用FLAC 3D数值模拟软件对巷道宽度对围岩破坏的影响情况进行模拟研究,最后设计5201大断面运输平巷的支护要点及具体支护方案,保障了巷道的正常生产使用及安全生产。