综采工作面粉尘浓度分布模拟研究

采用Fluent软件对综采工作面粉尘浓度进行了数值模拟研究。结果显示:顺风割煤时,机道附近粉尘浓度的峰值位于采煤机下风向10 m左右,粉尘浓度从下风向40 m处开始趋于稳定,人行道附近粉尘浓度在下风向20 m左右粉尘浓度趋于稳定;逆风割煤时,机道附近粉尘浓度于采煤机下风向7 m处达到最高,人行道附近的粉尘浓度于下风向17 m处趋于稳定。在巷道横断面方向上,粉尘浓度的峰值区随着粉尘运移路程的增加而从煤壁向机道方向移动。     

8.8m综采工作面粉尘防治技术及应用

本文以国家能源集团神东煤炭集团公司上湾煤矿12401综采工作面为例,概括介绍了工作面基本情况,包括开采工艺、通风方式、设备配置、产尘源头以及常规防尘措施应用取得的效果以及存在的主要问题,通过研究超大采高综采工作面尘源分布规律,针对不同的产尘源头制定分区域、分尘源的防控技术,对采煤机内外喷雾、架间喷雾等原有的防尘设施提出改进措施,优化布置.实践表明,改进后的防尘措施较好地结合工作面实际,取得了较好效果.     

大采高综采工作面多尘源风流—粉尘分布规律研究

为了深入研究多尘源影响下大采高综采工作面风流—粉尘的分布规律,使用FLUENT软件对移架和截割2个主要产尘工序进行模拟,分析粉尘随风流的扩散规律。数值模拟结果表明：在多个尘源点的影响下,综采工作面粉尘的叠加效应十分明显;最低粉尘质量浓度为98.8 mg/m³,最高粉尘质量浓度超过1 000.0 mg/m³,最高粉尘质量浓度出现在采煤机前、后滚筒处。同时通过对比数值模拟和现场实测得出的粉尘质量浓度数据,发现两者之间整体误差不超过12.0%,表明数值模拟结果较为准确,可为综采工作面粉尘污染治理提供指导。     

综采工作面粉尘粒径分布的数值模拟

建立了描述综采工作面平均浓度分布和粒径分布的数学模型,应用龙贝格积分法对积分方程进行了离散化,编制了模拟计算综采工作面平均浓度分布和粒径分布的计算机程序,对实测工作面进行了模拟计算,并与实测结果进行了对比,分析了影响工作面粉尘分布的影响因素。数值模拟结果表明,工作面粉尘浓度分布与粒径分布的计算值与实测值比较一致,程序的可靠性较高;降低尘源产尘的微细粉尘含量和提高工作面平均风速可以显著降低工作面粉尘平均浓度和微细粉尘的含量;提高粉尘比重可以降低工作面粉尘平均浓度,但带来了微细粉尘含量的提高。     

综采工作面粉尘浓度分布的现场实测与数值模拟

对唐山矿综采工作面粉尘浓度进行了现场实测,运用气固两相流动理论,提出粉尘运动的数学模型,针对煤矿井下综采工作面特点和相关实测数据,采用计算流体力学的FLUENT软件,对工作面粉尘浓度分布进行了数值模拟,得出模拟结果与实测数据相吻合,并提出综采工作面除尘方法的建议.     

综采工作面风速对粉尘分布规律影响的数值模拟分析

基于综采工作面风流场和颗粒场特点,采用颗粒离散相模型,利用FLUENT软件对高庄煤矿3119综采工作面在不同风速下的粉尘分布进行数值模拟。提出了综采面高浓度粉尘连续带的概念,并研究了它在不同风速下的扩散规律,在此基础上确定了综采工作面影响粉尘分布的最优风速。     

综采工作面呼吸性粉尘的来源及其分布规律

综采工作面粉尘的主要来源是割煤、清煤和移架。采煤机的割煤方式对工作面的呼吸性粉尘分布有较大影响。当主要尘源来自割煤与清煤时,逆风割煤顺风清煤比较有利;当主要尘源来自顶板时,顺风割煤逆风清煤较有利。工作面的漏风对呼吸性粉尘的分布及扩散有很大影响。当主要尘源为割煤和清煤时,从采空区向工作面的漏风对降低人行空间的呼吸性粉尘有利;当主要尘源来自顶板与采空区时,从工作面向采空区漏风对降低工作面的呼吸性粉尘浓度有利。     

综采工作面粉尘浓度分布及运动规律数值模拟

针对煤矿井下综采工作面粉尘产量大、浓度高且降尘困难的特点,结合气固两相流理论,运用FLUENT数值模拟软件,对井下综采工作面风流分布和粉尘浓度运移规律进行模拟研究。研究发现:风流在采煤机滚筒处发生绕流,流速达到最大值4 m/s,在采煤机后方15 m处风速趋于平稳,采煤机机道的风流流速大于人行道风流流速;粉尘浓度在采煤机处达到最大值3 900 mg/m3,采煤机机道粉尘浓度高于人行道粉尘浓度。风流分布与粉尘浓度分布一致。     

综采工作面的粉尘分布及治理对策

分析综采工作面的煤尘分布规律，阐述了治理粉尘的对策及效果。     

综采工作面呼吸性粉尘分布规律研究

呼吸性粉尘严重危害井下作业人员的安全和健康,根据井下综采工作面风流场和颗粒场的特点,建立了基于气固两相流理论的颗粒离散相模型,运用Flunt软件对呼吸性粉尘分布规律进行了数值分析。对比现场实测数据,在误差允许范围内与模拟结果基本吻合,验证了模型的正确性。     

综放面侧向支承压力分布规律模拟研究

随着厚煤层放顶煤开采技术的日益推广,放顶煤矿压规律的研究逐步深入,然而厚煤层开采的侧向支承压力的研究比较滞后,由于侧向支承压力的分布规律对煤柱的留设,以及煤炭资源的回收率等问题具有重要的意义。采用数值模拟方法通过对综放采场侧向支承压力的研究对区段煤柱的留设提供了依据。     

千秋矿综放面巨厚悬空砾岩层采动应力分布特征数值模拟研究

利用离散元软件UDEC4.0对千秋矿21141综放工作面在巨厚悬空砾岩层下的采动应力分布进行模拟研究.结果表明,随推采面积的加大,砾岩在不断弯曲变形,挠度增大,砾岩体对工作面前方煤体及切眼后方煤体的作用力逐渐增大,并随煤体的开采而重新分布,因此工作面煤体内部支承应力将随着煤体塑性范围的扩大向深部转移,并重新积聚产生新的冲击危险.     

综采面支承压力及塑性区变化规律数值模拟研究

以白坪矿二，煤层为具体原始条件，利用三维数值模拟软件FLAC^3D，分析了随采高不同，综采工作面前方支承压力及煤壁塑性区分布特征和变化规律。     

大采高工作面矿压显现规律数值模拟研究

为了研究特定煤层赋存条件下大采高工作面在推进过程中的矿压显现规律,采用数值模拟的方法模拟两层煤之间有一层厚夹矸和坚硬顶板的大采高工作面的矿压显现规律,模拟过程中采用计算模型改变命令实现了工作面的连续推进.通过数值模拟得到了工作面顶底板位移及应力分布规律.     

Analysis and control of hydraulic support stability in fully-mechanized longwall face to the dip with great mining height

The working condition of the hydraulic support in working face can be divided into three kinds of situations in the following: roof fall and collapse with cavity, advancing support and supporting. Took single support with four-pole in longwall face to the dip as research object, control method was studied to avoid support instability in three situations mentioned above. Based on these researches, the major factors of influencing on support stability and its controlling measures were put forward. According to specific conditions of working face 1215(3), which is fully-mechanized and longwall face to the dip with great mining height in Zhangji Coal Mine, Huainan Mining Group, the effective measures was taken to control supports stability.     

综放沿空留巷支护结构的可靠性分析

根据综放沿空留巷围岩变形大且围岩力学参数中有许多随机变量的特征,阐述了其支护结构可靠性分析的必要性.应用工程结构可靠性理论,建立了综放沿空留巷支护结构可靠性分析模型,得到了支护结构可靠度的计算公式.结果表明：通过合理选择锚杆类型、加大锚杆支护密度、改善锚固体及充填材料力学性能等措施,可达到提高综放沿空留巷支护结构可靠性的目的.     

大采高综采工作面粉尘运移分布规律及机载除尘器关键工艺参数研究

为了更详细了解大采高工作面分区尘源粉尘运移分布规律,以补连塔煤矿12511综采工作面为研究对象,利用流体力学CFD软件对8 m大采高综采工作面粉尘运移分布规律进行数值模拟研究。结果表明：由垮落煤层产生的粉尘在风流的作用下向采煤机后方扩散,高浓度粉尘团运动最高点可达5 m,且沿程粉尘质量浓度逐渐降低。高浓度粉尘团主要集中在采煤机前后10 m范围及底板靠挡煤板一侧,最高粉尘质量浓度可达3 500 mg/m³。为了有效降低工作面粉尘质量浓度,防止污染井下工作环境,提出在大采高工作面安装机载除尘器的方法来控制尘源处粉尘向人行侧扩散,达到净化作业场所的目的。通过研究除尘器吸尘口位置、处理风量对工作面粉尘运移分布规律及降尘效果的影响,得出大采高工作面最优降尘效率的吸尘口位置及处理风量适配组合,最大降尘效率可达到99.9%。     

综掘工作面粉尘在煤巷中的运动规律研究

随着采煤机械化水平的不断提高,井下工作面的粉尘产生量也越来越多,粉尘的污染问题日益突出,造成井下工作面环境的严重污染,直接危及工作人员的身体健康,可燃可爆煤尘的存在给矿井安全生产带来巨大威胁。以煤尘粒径分布函数以及重力、空气浮力和阻力对煤尘的综合作用等研究方法,并以粉尘固体颗粒的物性及粉尘颗粒的受力分析为研究对象,分析固体颗粒在巷道中的运动规律,分析得出粉尘粒径分布规律以及粉尘在煤巷中的运动规律,为超声雾化以及气幕控尘技术提供了重要的理论基础。     

综采巡检机器人关键技术研究

智能化综采工作面安装了大量固定传感器,但依然存在监控盲区和监控滞后的问题。引入巡检机器人技术,对综采工作面的全覆盖和实时监控,是智能化开采的必要技术手段。从国家宏观政策和智能开采技术2个层面,分析了智能开采对综采巡检机器人的迫切需求,根据综采工作面巡检机器人的发展现状,总结了综采工作面应用机器人需要解决的柔性轨道、移动通信无缝漫游、远程控制和自主操作等技术难题。通过研究用于综采巡检机器人的跨式柔性轨道、行走控制、移动通信、移动精确定位、惯性导航、动态图像采集和控制采煤机调高等7项关键技术,提出了建立巡检机器人的感知理论技术装备体系、研究井下机器人动力供应技术、建立高性能的无缝漫游移动通信系统、开发超高清热成像和毫米波对综采生产时的三维实景呈现技术、研制集成视觉雷达和煤层探测的超前探测机载装置等5个重点研究方向。在薄煤层综采工作面进行了工业试验,研制的巡检机器人搭载三维激光雷达和惯性导航系统,沿采煤机电缆槽上铺设的轨道边行走边检测,达到了60 m/min的最大巡检速度,实现了双频WiFi零切换的无缝漫游高速通信,根据机载激光雷达扫描和惯性导航系统建立了综采工作面三维截割地质模型,进行了巡...     

综放面覆岩破裂数值模拟及高位钻场参数优化

基于准确划分煤层上覆岩层"竖三带"的煤层法向分布范围,根据鹤壁九矿长壁综放工作面开采技术条件和岩石力学性能等参数,建立力学模型,运用岩石破裂过程分析软件RFPA2D,对上覆岩层随工作面推进时的变形、冒落情况进行了数值模拟,得到了顶板由变形到破坏的全过程及其破坏的规律。用经验公式对覆岩裂隙带高度进行了计算,综合判定了工作面上覆岩层的裂隙带高度为23.5～55m,高位钻场抽采参数优化后,其平均抽采量达到7.36m3/min,较好地解决了采空区瓦斯涌出问题。