综采面截煤产尘风流-粉尘运移规律研究

针对综采工作面截煤产尘量大的问题,利用Fluent软件模拟分析了综采面截煤产尘的风流-粉尘运移规律,重点研究了工作面不同位置粉尘横向及高度方向上的扩散规律,并与现场实测值进行了对比。研究结果表明:采煤机中心上风侧4 m到下风侧10 m的空间为"高浓度粉尘区";从采煤机中心下风侧20 m处开始,在呼吸带高度上出现了"粉尘沉降低浓度带";采煤机中心下风侧30 m之前,粉尘沉降明显,采煤机中心下风侧30 m之后,粉尘明显向顶板扩散;数值模拟结果与现场实测结果符合较好。     

多维度综合防尘体系矿井建设研究

为解决煤矿井下产尘量剧增导致的粉尘治理问题,针对东欢坨矿井矿井综合防尘系统现状及存在问题基础上,梳理了矿井综合防尘理念,利用现场实测、数值模拟、实验研究等技术手段,对比除尘风机、除尘器及附壁风筒对工作面粉尘浓度的影响,进一步对现有综采工作面粉尘治理现状分析,测试不同地点、不同工序粉尘分布,分析综掘工作面粉尘运动规律及防尘体系建设、综采工作面粉尘运移规律及防尘体系建设、矿井综合防尘体系安全文化建设等方面展开。     

掘进面产尘机理及粉尘迁移规律的研究分析

通过深入剖析掘进面的产尘规律,借助于CFD数值模拟,对巷道粉尘产生与扩散规律进行了全尺寸模拟,全面获取了粉尘的横向与纵向迁移规律。由于"附壁效应",巷道壁面明显低于中轴线上的粉尘浓度,但距离迎头越远,"附壁效应"越弱,断面粉尘浓度分布越均匀,约距离迎头35m处,巷道粉尘浓度分布基本趋于一致;同时,由于涡流效应的存在,粉尘的纵向迁移变为了横向迁移,在掘进头附近形成了面积为1m×3m和0.8m×1.5m的粉尘积聚区,严重威胁了掘进司机的健康安全。     

大采高综采面粉尘分布规律及防治技术研究

为研究采煤作业时综采工作面各作业地点粉尘浓度分布规律，以红柳林煤矿25210综采工作面为研究对象，在25210综采工作面正常作业时，对采煤机下风侧、液压支架行人侧、主运输巷及回风巷等采煤区域各测点的全尘和呼尘浓度进行测试，研究采煤作业时各区域粉尘浓度占比以及呼尘占全尘比例，明确不同区域粉尘危害程度；基于现场粉尘浓度分布特征分析，提出针对不同区域粉尘的有效防治方法。结果表明：采煤机下风方向30 m范围内粉尘浓度仍超过200 mg/m³，液压支架行人侧作业点粉尘浓度大于90 mg/m³，远远高于国家标准；不同区域内呼尘占比差异较大，破碎机所在区域呼尘占比最高达95%。     

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。     

超大采高综采面风流-粉尘耦合扩散特性研究

针对超大采高综采技术在煤炭高产的同时产生高浓度粉尘污染扩散的问题,应用Fluent软件对上湾煤矿8.8 m超大采高综采面风流-粉尘耦合扩散特性进行模拟,得到了较为准确的粉尘运动规律,对模拟结果分析并在现场进行数据测量比对验证了模拟结果的准确性。结果显示,风速在超大采高综采工作面中呈现增-减-增的规律,并且在采煤机附近发生大幅度的横向风流扰动;粉尘从滚筒产生后更易在机道侧扩散,靠近底板处粉尘浓度高,在采煤机下风侧100 m内形成了浓度大于1 000 mg/m3高浓度粉尘带。粉尘在各个高度空间内的分布相对均匀,但也呈现出了随高度的增加而减小的趋势。最终结合粉尘污染规律提出了滚筒喷雾与液压支架喷雾联合降尘及化学抑尘剂湿润底板等措施。     

掘进工作面附壁风筒控尘特性研究

掘进工作面是矿尘产生的主要区域。附壁风筒通过分风降速形成隔断空气幕,可有效控制粉尘。本文基于气尘两相耦合物理模型分析了中小掘进工作面附壁风筒控尘效应。研究表明,附壁风筒可将高浓度粉尘控制在掘进工作面前狭小空间,最高粉尘浓度可达常规风筒的5.65倍,附壁风筒在风筒出口附近控尘率最高,进风侧自上而下控尘率逐渐降低,回风侧控尘率呈现相反规律;当附壁风筒距掘进工作面3～5 m时,掘进工作面二次扬尘及后方的旋涡区逐渐消失,巷道内粉尘浓度被控制在50 mg/m~3左右,控尘效果最佳。现场实践表明,采用附壁风筒后,中小掘进工作面除尘风机在掘进机司机处和回风侧的除尘效率分别提高了29.4%和36.1%,控尘、除尘联用效果显著。     

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-330m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600s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,采场上部的粉尘扩散速度大于下部的粉尘,下部风流不畅,采场底部的粉尘浓度长时间高于上部粉尘浓度,有时会出现靠近迎头的一隅直至排尘结束仍存在小团粉尘无法排出的情况。由此提出联通巷风速为2m/s、3m/s时最有利于爆破粉尘的排出,增加附壁风筒可避免粉尘在迎头处沉积。     

综采工作面移架尘源粉尘-雾滴场分布特征模拟分析与工程应用

为了提高综采移架产尘喷雾降尘效率,利用CFD(计算流体力学)理论,对七五煤矿213综采工作面的风流-粉尘场、风流-雾滴场进行了数值模拟,揭示了粉尘及雾滴颗粒随风流的运移分布规律。通过现场应用与数值模拟相结合,对比单向喷嘴和双向喷嘴的降尘效果,结果显示,每5架液压支架,在顶梁上沿工作面倾向方向均匀放置3个喷嘴,在前探梁上沿煤壁法线方向均匀布置4个喷嘴的喷嘴组布置方式能覆盖综采工作面移架工序产生的大部分粉尘,并且降尘率达到85.47%,相比较传统单向喷雾提高了31.65%。对架间喷雾技术的改进,将有效提高我国综采工作面移架产尘粉尘防治效果,保障矿井的生产安全和工人的职业健康安全。     

净尘风筒除尘技术装置

针对综采工作面采煤过程中污染严重的问题,通过试验分析、数值模拟和现场测试相结合的方法,对液压支架间喷雾装置进行了改进,研制了一种净尘风筒除尘技术装置。数值模拟及现场测试表明,该装置在液压压力为8 MPa、空气压力为1 MPa时,喷雾性能达到最佳,采煤机周围粉尘抑制率可达87.96%,可有效改善综采工作面作业环境。     

选煤厂粉尘及其控制

选煤厂的筛分、破碎准备车间,干燥车间是粉尘集中的地方,基本上每个生产及运输环节都有粉尘产生,且污染面大;所以,对粉尘的防治工作就显得尤为重要。在对选煤厂粉尘分析的基础上,提出了多种防尘对策,以进一步控制粉尘对人身造成的危害。     

提高电收尘器收尘效率的措施

目前,高压静电收尘器的应用越来越广,但在很多企业中其使用 效果不好。文章指出了电收尘器在使用中应注意的几个方面,并介绍 了一种新型的电收尘器清灰装置。     

煤矿粉尘危害及等级划分的探讨

分析了煤矿粉尘危害的严重性,介绍了煤矿尘害评价的指标,提出了煤矿粉尘等级划分的建议,对搞好煤矿"一通三防"工作具有重要的现实意义。     

胶粘捕尘系统捕尘效果研究

为了配合解决煤矿综采、综掘工作面粉尘浓度居高不下的问题,提出了一种胶粘捕尘的新思路,利用风机将含尘风流抽入密闭装置,在装置内设置涂有胶粘材料的捕尘网,风流通过时,由于粉尘颗粒受到惯性、截留、布朗扩散运动的作用,从而被捕尘网捕获,达到了除尘的目的。设置了试验装置进行了试验,结果表明,安装5层捕尘网时,总除尘效率在90%以上的时间可持续20 min。     

综采工作面粉尘分布实测及降尘技术探析

为了降低综采工作面的粉尘浓度,对平顶山天安煤业股份有限公司五矿综采工作面各作业工序粉尘浓度进行现场测定并分析,结果表明:割煤作业时滚筒附近粉尘浓度急剧增加,随后又迅速下降;移架作业时在移架点下风侧5 m粉尘浓度达到最大;转载作业时在转载点处粉尘浓度急剧增加,随后缓慢下降。针对目前粉尘控制方面的不足之处,结合各工序的产尘特点,提出了煤层注水、降尘水幕、气水喷雾等粉尘控制技术措施。经现场实际应用表明,所采取的粉尘控制技术效果显著,全尘降尘率达到了75.5%,呼尘降尘率达到63.8%。     

泡沫降尘技术在钻孔施工除尘中的应用

针对潞安集团和顺一缘煤业现有孔口除尘方法对钻孔煤尘治理效果不好的问题,在分析泡沫除尘机理的基础上,探索总结出适合和顺一缘煤业钻孔除尘的泡沫除尘方法。通过对3206风巷和3505风巷进行现场试验,测试结果表明,在钻机下风侧2m位置,使用泡沫降尘时,显著降低了粉尘浓度,改善了作业环境。     

矿用复合抑尘剂的研究及应用

为有效降低高浓度煤尘对井下工作人员健康造成的危害,针对矿用自来水湿润性和黏度的不足,通过沉降实验与黏度测试实验,并结合正交试验设计方法研发了一种由表面活性剂、增效离子和纤维素组成的复合抑尘剂。实验表明:添加该复合抑尘剂后的溶液沉降煤尘仅需4.1s,且其黏度为矿用自来水的24倍,湿润性与黏度显著高于常用抑尘剂。现场应用结果表明:掘进机内、外喷雾中添加复合抑尘剂后,工作面全尘和呼尘的平均降尘率分别达95.0%和92.8%,较采用复合抑尘剂前的全尘和呼尘的降尘率分别提高了25.0%和29.1%。     

煤矿粉尘在线监测及智能喷雾降尘技术

简要介绍以GCG500型粉尘浓度传感器为核心的粉尘浓度在线监测及智能喷雾降尘技术,该技术在粉尘浓度在线监测的基础上,通过设置粉尘浓度报警值和上限值,实现了超限自动喷雾,使喷雾与粉尘浓度有机结合起来,使其在降低粉尘浓度的同时,实现防尘设施的经济运行;系统的QS喷雾装置依据雾化降尘机理和气水混合雾化理论而设计,使雾粒粒度可以根据现场情况进行调节;并重点介绍几种气水比条件下系统的喷雾雾粒粒径范围测试、粉尘浓度超限自动降尘的可靠性实验及水雾自动控制等方面的试验的数据和结果。     

玉溪煤矿1301工作面粉尘分布规律及喷雾降尘技术研究

为降低1301工作面回采期间作业区域的粉尘含量,采用现场测试的方式进行工作面粉尘分布规律的分析,根据测试结果得出,工作面在顺风割煤和逆风割煤下粉尘的分布规律,工作面粉尘高浓度区域主要分布在采煤机前方、滚筒处和采煤机摇臂与刮板输送机之间;基于粉尘分布规律分析结果,设计工作面喷雾降尘系统划分为采煤机滚筒前方、滚筒处和采煤机摇臂与刮板输送机间三个部分,并对喷雾的布置参数具体设计,在喷雾方案实施后测试工作面粉尘浓度。结果表明:喷雾系统实施后,工作面溜槽和支架人行道降尘效果显著,优化了回采作业环境。     

粉尘浓度的测量

现代工业生产中,粉尘浓度测量已经越来越重要,所以设计一种用于现场的粉尘浓度快速测量设备是十分必要。在研究光学测量原理的基础上,分析了利用光透射原理来测量粉尘浓度的方法,给出了具体计算公式,并介绍了检测放大电路的设计和粉尘浓度测量电路组成和功能。实践表明,此设计方法具有较高的准确性和应用推广价值。