综掘工作面通风控尘参数匹配关系研究及应用

针对综掘工作面产尘量大,降尘效率不佳等问题,基于气固两相流原理、流体力学,研究长压短抽分流压风除尘系统的最佳匹配参数。以羊场湾Ⅱ020605综掘面为研究背景,采用FLUENT数值模拟软件,研究长压短抽分流控尘时巷道内部粉尘分布和运移规律,对比分析了轴径向压风比、附壁风筒位置、整流风筒位置对粉尘运移规律的影响。研究发现:羊场湾Ⅱ020605综掘面,在轴径向压风比为1∶3,附壁风筒距迎头11~13 m,整流风筒距迎头6~8 m时,能够有效地控制粉尘扩散,极大降低巷道粉尘质量浓度,综合降尘效率超过92%,保证了作业人员的工作环境质量。     

慈林山矿15206运输巷综掘工作面粉尘治理分析

为解决煤矿综掘工作面粉尘危害严重问题,分析了综掘工作面产尘特征,提出采用封闭式除尘技术治理粉尘。综掘工作面主要产尘源可分为掘进机截割产尘、作业工序产尘、振动产尘、压入式通风带入粉尘,掘进机截割产尘量占掘进面总量的85%。通过湿式振弦除尘风机吸入粉尘净化空气、附壁风筒形成旋转风幕控制粉尘扩散,在掘进机司机处全尘和呼尘降尘率分别达到87%和85%,在附壁风筒后方降尘率达到了90%。     

综掘工作面分段控风控尘技术研究与应用

为解决综掘工作面粉尘污染问题,文章以粘附射流通风为理论依据,分析了压风分流分段控风控尘的基本原理,提出了控尘面的存在,并以轴径向出风量及出风口与迎头距离满足最小风速要求为原则,建立了数学关系模型,揭示了轴径向出风量与出风距离之间的影响关系,得到了分段控风控尘关键参数的最佳匹配关系式,并在现场开展应用验证。现场应用表明：依据理论推导得到的控风控尘系统参数,工作面各点粉尘浓度降尘效率可提升95%以上,总体控降尘效率达到98.4%以上,高浓度粉尘被控制在工作面前部一定区域内,作业人员区域粉尘被控制在30mg/m以内,控降尘效果显著,作业环境得到明显改善,验证了匹配参数的有效性。     

矿用掘进离心湿式风幕除尘系统

综掘工作面产尘最高的工序是刀具截割煤层,其截煤工序产尘量大,时间长.为了有效控制综掘工作面的粉尘,采用掘进机喷雾降尘系统和矿用掘进离心湿式风幕除尘系统结合,可以有效降低掘进工作面的粉尘浓度,极大地改善作业场所的劳动卫生条件.     

附壁风筒出风口参数对掘进工作面控尘效果的影响北大核心

为明确径向出风式附壁风筒出风口宽度、径轴向出风比对综掘工作面控尘效果的影响,以冯家塔煤矿某综掘工作面为原型,运用FLUENT软件,对建立的长压短抽式通风综掘巷道模型进行数值模拟,并对模拟结果进行现场验证。结果表明:保持压抽比为1.3,径向出风口长为0.8 m时,随着出风口宽度增加,巷道空间内的粉尘浓度先减小随后增大,改变出风口宽度,当出风口宽度为0.05 m时,司机处粉尘浓度降至100 mg/m^(3),距掘进工作面20 m巷道内基本无粉尘,控尘效果最佳;保持最佳出风口宽度为0.05 m,随着径轴向出风比变小,巷道内粉尘浓度先减小后增大,当径向轴向出风比为1:2时,粉尘被集中控制在负压抽吸区,掘锚机司机位置处粉尘浓度降至1.2 mg/m^(3),此时径向出风式附壁风筒控尘效果最佳。     

综掘工作面控风除尘技术数值模拟研究及应用

以东城煤矿综掘工作面为研究对象,根据现场条件建立了几何模型,通过FLUENT对东城煤矿控风除尘系统的关键参数进行了数值模拟研究,分别对不同控风装置出口风量和供风风筒迎头出口风量比,以及布置不同组数控风装置条件下的工作面控尘效果进行模拟研究,得到了最佳的控风装置技术参数,并进行了现场应用。结果表明:当工作面控风装置出口风量和供风风筒迎头出口风量比为5∶1,工作面布置2组控风装置时,工作面控尘效果最佳,掘进机司机处的实测粉尘浓度由1 590 mg/m~3降低到220 mg/m~3,降尘效率达到了85%以上,取得了较好的降尘效果。     

长压短抽除尘系统不同因素变化对粉尘运移影响的模拟研究

为了解长压短抽通风除尘系统中压抽风量比、压风风筒出风口与迎头距离变化、控尘装置的轴径向出风比、供风侧控尘对掘进巷道粉尘运移变化的影响,通过FLUNET软件进行模拟计算,得到不同影响因素下巷道内粉尘运移范围变化情况,拟定通风控、除尘方案,并通过现场实测粉尘浓度进行验证。结果表明:在无控尘条件下,压抽风量比、压风出风口距离对司机位置断面粉尘浓度影响多变,掘机后方含尘区域面积较大,不利于除尘;有控尘条件下,压风风筒距离迎头10 m、15 m的合适压抽风量比分别为0.8、1.2,距离为12.5 m时,压抽风量比变化司机位置断面粉尘浓度变化较小;控尘装置轴径向出风比为1:2时,司机位置及掘机后方区域粉尘控制效果最好。     

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。     

煤矿综掘工作面湿式控尘技术研究进展及展望

煤矿综掘巷道通风易引起粉尘快速扩散，导致粉尘污染治理难度加大。为改善煤矿综掘工作面作业环境，总结了喷雾、湿式除尘器等湿式控尘技术在综掘面治理的进展，阐述了综掘工作面粉尘防治技术研究的发展方向。结果表明：目前喷雾降尘主要研究无风流扰动条件下不同工作参数和外添加介质对雾化特性和降尘效率的影响，湿式除尘器主要研究动力装置、除尘结构等对吸风、捕尘、脱水性能的影响；未来要加强对综掘巷道风流返风影响下喷嘴实际冲击域范围测试研究，研发受返风影响小、有效覆盖尘源的抗风型喷嘴，开发不使用喷嘴、滤网的机载式一体型湿式除尘器，完成湿式除尘器与掘进机的变频控制和联动运行，实现综掘工作面喷雾湿式除尘器智能一体化运行。     

基于气幕屏蔽的掘进工作面通风除尘参数优化研究

为了改善掘进工作面产尘量大,通风排尘污染其他巷道的问题,在现有长压短抽式通风基础上,提出气幕阻尘结合长压短抽联合除尘方案,并采用数值模拟软件以及现场实验的方式对除尘参数进行分析。研究结果表明：当压风量为330 m³/min、压抽比为0.75时,抽出式除尘风机距离工作面距离为3～4 m时控尘效果较好;但掘进机操控区域距尘源较近,为了尽可能减少粉尘流经掘进机操控区总量,在掘进机操控区前方0.5 m处设置气幕,空气幕发生器出口风速为15 m/s时控尘效果最好,降尘率可以达到90%以上。     

综掘工作面旋流气幕抽吸控尘流场的数值模拟

针对配有附壁风筒综掘工作面旋流气幕抽吸控尘流场的特点,分别采用k-ε和k-ε-Θ-k_p数学模型建立了该流场单相风流流动和气体-粉尘颗粒两相流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用Fluent软件对该流场风流及粉尘的扩散进行了数值模拟。模拟结果显示,综掘工作面旋流气幕抽吸控尘系统可在掘进机司机的前方形成基本封闭整个巷道断面的旋流气幕,能有效地将粉尘封闭在掘进头至掘进机司机前方0.5 m的空间内,防止粉尘向其它区域扩散。依据模拟结果和工作面现场的实际条件,设计了由附壁风筒和抽尘净化装置构成的综掘工作面旋流气幕抽吸控尘系统,该系统在综掘工作面应用后,有效地降低了工作面现场各作业地点的粉尘浓度,取得了较好的降尘效果。     

全岩机掘面压风空气幕封闭除尘系统的研究与应用

分析了掘进工作面压风空气幕的形成机制,并采用k-ε双方程模型建立了单相风流流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用FLUENT软件对全岩机掘面压风口距掘进头不同长度时形成空气幕的状况进行了数值模拟,结果显示,随着压风口距掘进头长度的增大,压风形成覆盖巷道整个断面空气幕的能力不断增强,压风口距掘进头30 m时,在距掘进头约8.7 m的位置即可形成1.62 Pa的空气幕,是形成压风空气幕的最佳距离。设计了压风空气幕封闭除尘系统,在唐口煤矿南部回风大巷全岩机掘面试验了该系统压风口距掘进头分别为10,20,30和35 m时的除尘效果,数据表明,应用4种方式后,现场的粉尘浓度均有了明显降低,尤其压风口距掘进头30 m时,效果最为明显,全尘和呼尘的降尘率分别高达95.1%和96.1%,这与数值模拟结果一致。     

兖矿集团综掘工作面综合防尘技术和装备

介绍了兖矿集团有限公司综掘工作面综合防尘成套技术及装备的研究与应用,通过现场实测的应用案例,阐述了综掘工作面综合防尘技术和装备的降尘效果。     

综掘面粉尘场数值模拟及除尘系统研制与实践

为了解决矿井综掘工作面高浓度粉尘问题,结合矿井综掘工作面产尘特点,在对综掘工作面通风系统进行流场分析后,利用FLUENT软件,对综掘工作面粉尘场进行数值模拟,并分析了粉尘浓度分布规律,依据湿式振旋除尘原理,设计了综掘工作面附壁风筒封闭式除尘系统,并在枣庄矿业集团高庄煤矿3上1101轨道巷综掘工作面进行了现场应用。结果表明,矿井综掘工作面的全尘和呼尘的平均降尘率为93.0%和92.3%,取得了理想的降尘效果。     

压抽比及风幕发生器位置对机掘工作面阻尘效果的影响

为了掌握压抽比β、风幕发生器与工作面距离L_w对风幕阻尘效果的影响规律,利用Fluent软件数值模拟了β及L_w不同耦合方式下的风流场及粉尘流场运移情况。结果表明,随着β降低、L_w增大,风幕发生器形成的径向旋流风幕逐步转变为轴向阻尘风幕,β越大、L_w越大,径向旋流风幕的阻尘能力越弱,粉尘的扩散距离Ld随之增大;β越小、L_w越大,形成的轴向阻尘风幕越稳定,Ld随之降低,且轴向阻尘风幕阻尘能力优于径向旋流风幕。根据数值模拟结果,结合生产实际,确定β为0.75、L_w为20 m是风幕阻尘的最佳通风参数设置,将该参数在回坡底煤矿东五采区胶带巷进行了工程应用,实测风速方向及大小与数值模拟结果相对误差较小,说明数值模拟结果较为准确,工作面内形成了厚约3 m的轴向阻尘风幕,现场高浓度粉尘被阻控在距工作面6 m以内、掘进司机前部巷道空间范围内,阻尘效果明显。     

综采面采煤机割煤粉尘运移规律及降尘技术

为了减少小纪汗煤矿11219综采工作面采煤机割煤粉尘浓度,结合综采工作面粉尘参数,通过对粉尘运移规律进行数值模拟,研究工作面风流粉尘分布情况,并采取降尘技术措施。研究表明:在采煤机附近及其下风侧5~20m的位置粉尘浓度达到最大,在8MPa压力下GSCM-1和GSCM-2型喷雾负压降尘效果最佳。     

新峪煤矿综放工作面顶煤回收率的模型试验研究

为提高综放工作面顶煤回收率,以新峪煤矿为工程背景,进行了综采工作面顶煤回收率的相似模型试验研究。试验研究结果表明,新峪煤矿工作面顶煤采放比应控制在1∶2左右,放煤高度应控制在5m左右;综放工艺方式采用一采一放或两采一放时,综合效果最好。通过现场应用该采放比及工艺方式发现,顶煤回收率有了较大提高,而顶煤混矸率也略有下降。研究成果对新峪煤矿综放工作面提高顶煤回收率具有重要的指导作用。     

掘进工作面干式除尘系统的优化研究及应用

为了实现安全高效绿色生产,在余吾煤矿应用了干式除尘系统,并且对该系统进行了优化研究。分别在掘进机司机处、转载机机尾处以及风机出口处布置3个测点测量粉尘浓度;探究了除尘器抽出式风筒与巷道压入式风筒组合方式以及抽出式与压入式风量比对除尘效果的影响。实验结果表明,当抽出和压入风筒分别距离迎头5 m和15 m,抽出风量与压入风量的比例为1.1时,各测点粉尘浓度最小,总体全尘和呼尘除尘效率分别达到97.8%和93.4%,除尘效果显著。     

综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果分析

为了确定综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,分析了压风口与工作面不同距离时风流与粉尘流场运移规律,结果表明：压风气幕的形成主要由压风涡流风流场与工作面距离决定,若涡流风流场与工作面距离大于抽风口与工作面距离,可在压风口与抽风口间形成风流方向均指向工作面的压风气幕,压风口与工作面距离越大,涡流风流场与工作面距离越大,越利于形成压风气幕;数值模拟确定了50 mg/m3以上高浓度粉尘扩散距离随压风口与工作面距离变化的数学关系式;现场实测也显示,压风气幕阻尘效果明显,压风口距工作面30 m时,形成的压风气幕使距工作面10 m断面测点的粉尘浓度降至19.2 mg/m3,有效提高了除尘风机抽尘量,降低了现场粉尘浓度。