抽出式局部通风掘进面热环境数值模拟研究

运用流体力学、传热传质学理论,采用Airpak2.1软件模拟了掘进作业空间风流与围岩的热湿交换过程,得到风流流场、温度场、平均空气龄及PMV—PPD分布。研究结果表明,抽出式局部通风掘进工作面热环境受热负压影响,从风筒口至工作面区域存在风流卷吸有效区、涡流扩散区。结合空气龄和PMV—PPD指标对矿井热环境进行数值预测与评价,其结果与现场调研有较好的一致性。     

掘进巷道混合式通风数值模拟研究

依据气固两相流理论,以某金属矿掘进巷道内前压后抽混合式通风系统为研究对象,运用FLUENT软件对掘进巷道内爆破粉尘在混合式通风流场下的浓度分布进行数值模拟。通过改变混合式通风参数(压、抽风筒口与迎头面之间的距离、压抽风量配比),在不同的通风工况下通风15min后,分析比较巷道内的粉尘浓度分布,从而确定混合式通风最佳的通风参数。研究结果表明,压抽风筒距离迎头面太近或太远都不利于通风排尘,对于该矿巷道,当压风筒出风口与迎头之距L压=8~10m,抽风筒吸风口与迎头之距L抽=30~35m,压抽风量配比为1∶1.3时,通风除尘效果较好。     

压入式局部通风掘进巷道内热环境数值模拟研究

采用三维k-ε紊流模型,利用Fluent软件模拟了2种风筒送风方式下,压入式局部通风掘进工作面风流与巷道围岩的热交换过程,得到了掘进巷道内速度场、温度场以及人体热舒适指标(PMV～PPD)分布图.计算结果表明,边长为0.7m的风筒、风速6m/s和空气温度20℃的送风方式,较其它送风方式能为矿工提供更好的热舒适工作环境;在掘进巷道同一截面不同高度的温差小于3℃;在掘进巷道内人体活动区域预测平均投票数平均值低于0.5,预测不满意百分数平均值小于20%,靠近掘进巷道侧风速较大,人体有吹风感.在满足人体热舒适的条件下,采用较大直径送风筒和相对较低的送风速度的送风方式有利于气流组织对有害物质的稀释和排出.     

高原矿山独头巷道增氧通风数值模拟研究

以海拔高度为4 200 m的高寒缺氧环境自然条件为依据,对独头巷道增氧通风设计中的相关参数进行了计算。采用CFD方法模拟了供氧浓度为30%~50%条件下独头掘进巷道内增氧通风过程,分析了供氧量与供氧浓度的关系。为高原矿山巷道掘进供氧方案的制定提供了依据。     

高原矿山独头巷道增氧通风数值模拟研究

以海拔高度为4 200 m的高寒缺氧环境自然条件为依据,对独头巷道增氧通风设计中的相关参数进行了计算。采用CFD方法模拟了供氧浓度为30%~50%条件下独头掘进巷道内增氧通风过程,分析了供氧量与供氧浓度的关系。为高原矿山巷道掘进供氧方案的制定提供了依据。     

基于Fluent的独头巷道通风降温的数值模拟研究

基于独头巷道的特点和有限空间的受限贴附射流理论,建立了独头巷道压入式受限贴附射流通风降温的数学模型。采用Fluent软件对入风流在巷道内速度场的分布及在不同风速下巷道内的温度场的分布进行数值模拟。结果表明在风速为5m/s,送风温度为25 ℃时,较好的改善了巷道内的热环境。     

基于Fluent的独头巷道通风降温的数值模拟研究

基于独头巷道的特点和有限空间的受限贴附射流理论,建立了独头巷道压入式受限贴附射流通风降温的数学模型。采用Fluent软件对入风流在巷道内速度场的分布及在不同风速下巷道内的温度场的分布进行数值模拟。结果表明在风速为5m/s,送风温度为25℃时,较好的改善了巷道内的热环境。     

巷道掘进混合式通风及除尘效果实践

粉尘危害一直是困绕煤矿安全生产的一大难题。介绍了混合式通风除尘方法在告成煤矿掘进工作面的应用。通过对工作面粉尘的综合治理,解决了掘进工作面粉尘浓度超限问题,减少了粉尘对工人的危害,具有重要的意义。     

独头掘进巷道排尘通风参数的数值模拟优化研究

独头掘进施工时的连续凿岩作业产生的矿尘持续危害作业面施工人员的身体健康。为了优化某地下工程大断面独头掘进巷道的排尘通风设计,根据巷道实际尺寸建立了几何模型,采用CFD数值模拟方法研究了通风风量和风筒出风口到工作面距离对巷道内粉尘浓度分布和排尘效果的影响。结果表明:风筒出风口至工作面的作业空间平均矿尘质量浓度与送风量存在负相关性;风筒出风口到工作面距离过短导致射流无法充分发展,对排尘效果不利;送风量高于国家标准计算风量时,可以适当增加风筒出风口到工作面的距离;为使人的呼吸高度平面和作业空间平均矿尘质量浓度均能保持较低水平,风筒出风口到工作面距离为11～15 m时为较优方案。     

矿岩自燃发火巷道烟气流动的数值模拟及评价

利用矿岩自燃发火巷道烟气流动所遵循的控制方程, 对烟气流动特性进行数值了模拟。通过模拟计算得出了发火巷道内烟气流动的速度场、温度场详细分布情况。并采用预计热舒适指标(PMV)、预计不满意百分比(PPD)对巷道中的空气质量进行了评价。利用模拟计算结果, 可以为铜坑矿地下火和毒气蔓延的控制以及火区特大事故应急救援预案的制定提供技术依据。     

基于Fluent的掘进工作面通风热环境数值模拟

基于计算流体动力学和矿井通风理论,建立掘进工作面通风的k-ε紊流模型,导出描述掘进工作面风流紊流流动和温度分布的微分方程。通过分析掘进巷道模型的边界条件,利用Fluent软件模拟压入式通风的风流与巷道围岩和机械设备散热的热湿交换过程,采用TECPLOT软件进行后处理,显示不同供风量下的速度矢量图和风流温度变化。模拟结果表明,增大供风量可以降低巷道温度,但供风量过大,降温效果越来越不明显,仅依靠通风方式无法改变高温现状。     

特长公路隧道独头掘进施工通风设计与数值模拟分析

介绍了国内最长独头掘进公路隧道--麦积山隧道施工中的通风布置方式及通风设备,按规范方法对其风量的各相关参数进行了计算,基于有限元流体力学软件FLUENT对施工通风方案进行了数值模拟验证.阐述了通风过程中遇到的一些问题及解决方法,以取得良好的隧道通风效果,为施工创造了舒适、高效的工作环境.     

金川矿区龙首矿长距离独头掘进通风系统改造研究

为制定适合于长距离独头掘进巷道的通风方案,提高长距离掘进的供风效能,以龙首矿西一采区辅助斜坡道为实验基础,通过对原有通风系统进行测试并分析存在的问题,设计钻孔通风方案及风库中转优化布置方案。结果表明：钻孔通风采用2×37 KW的风机配备刚性风筒能使工作面平均风速提高至0.29 m/s以上,该套掘进通风系统调整方案共需投资约11.63万元。风库中转通风系统采用2×11 KW的风机,当风库转移至距离硐口约249 m处,风库中转效率达到最高,单趟风筒工作面风量能够达到1.11 m3/s,采用双趟风筒时工作面风量能够达到2.22 m3/s。方案实施后,与预期的通风效果基本相符。     

通风对掘进工作面煤燃烧影响的CFD模拟研究

基于流体力学和射流理论,采用CFD软件,数值模拟了有无通风2种状况下掘进工作面煤燃烧的火灾发展变化过程。模拟结果表明局部通风形成复杂流场,且明显加速了火灾的蔓延和烟气的流动,验证了局部通风机"保持原状"的控制原则,为实际救灾提供了一定的理论依据。     

基于FLUENT的巷道型采场局部通风数值模拟

巷道型采场是矿井常见的工作面,其工作环境通常是粉尘浓度大、有毒有害气体浓度大。局部通风是巷道型采场的主要通风手段。局部通风的好坏将直接影响矿山生产效益、作业人员安全。用FLUENT软件对巷道型采场局部通风进行模拟可以清楚地知道风流的特性以及效果。