掘进工作面不同通风方式的粉尘运移规律研究

为了解决掘进工作面粉尘污染严重的问题,运用COMSOL软件对某矿1019掘进工作面进行了几何模型构建,并基于k-ε湍流模型和流体流动颗粒跟踪模型,计算了在压入式和长压短抽通风方式下的速度切面、风流流线分布以及粉尘粒子的运移轨迹,分析了两种通风方式对粉尘粒子运移的影响,并研究了掘进工作面在两种通风方式下的粉尘运移规律。结果表明:压入式通风方式下,由压风筒将新鲜空气压入巷道内,迫使掘进工作面的粉尘随风流排出巷道,导致掘进机前方区域风流曲线非常密集形成多处涡流导致粉尘粒子在涡流处聚集,同时部分粉尘粒子沉淀在巷道底部,还有部分粉尘粒子沿右侧巷道壁面向后方移动,其控尘效果较差;长压短抽通风方式下,两风筒前方区域速度较大,且压风筒和抽风筒之间风流流线密集;压风筒吹出气流裹挟粉尘粒子移动,同时利用抽风筒的抽吸作用将粉尘粒子吸入排出巷道,与压入式通风方式相比长压短抽的降尘效果更好。     

掘进工作面混合式通风风流场数值模拟

掘进巷道混合式通风是一种特殊形式的巷道通风方式,研究其风速与瓦斯场分布的特征对于认识掘进工作面风流与瓦斯流动规律,搞好通风瓦斯技术管理工作,具有重要的意义。详细阐述了抽压混合式通风风流场结构,分3个切面绘制了长压短抽通风矢量图,建立模型进行Fluent数值模拟,并分析了压入式风筒回转中心附近风速结构与分布及抽出式风筒轴心线风速变化曲线。     

掘进工作面压入式通风流场的数值模拟

由于井下作业的特殊性,掘进工作面必须应用局部通风系统。针对掘进工作面压入式通风,依据空气动力学、流体力学、紊动射流等理论以及风流流动特性,结合某矿山115m中段掘进面的实际情况,利用Fluent软件对掘进工作面的风流流场进行数值模拟研究。结果表明,风流流场存在附壁射流、冲击射流、回流以及涡流4个分区。风筒出口的射流区正下方小块区域和巷道顶部区域风速极低,这可能导致巷道内存在通风盲区,需对此处加强通风管理。     

掘进作业面压入式通风温度场数值模拟

依据空气动力学、流体力学和传热学等相关理论并结合矿山实例,利用Fluent模拟软件分别在单风筒、双风筒两种不同压入式通风方式下,对巷道内的温度场在多种送风风速、风温情况下的分布规律进行数值模拟研究。结果表明,双风筒压入式通风较单一压入式通风更优,并且距离掘进面较远部分的巷道低温区更广,风温低于28℃的区域占2/3;同时在掘进面附近,双风筒压入式要比单风筒压入式温度低1℃~2℃,风流分布更均匀;入口风速能影响巷道内温度场分布,当巷道风速超过0.5 m/s,其降温效果不再明显;掘进面的温度会随着入口风流温度的降低而逐渐下降,且两者呈很强相关性。     

极长独头巷道使用涡轮机通风的经验

用地下方法进行矿床勘探和开采时,要求掘进极长的独头巷道。随着矿床赋存深度的增加,独头巷道的长度也明显地增加。独头巷道工作面距地表或有新鲜风流的巷道的距离可长达3km以上。用传统方法进行极长独头巷道通风时,可以采用不同的通风方式——局部扇风机及风筒,其中有:抽出式、压入式和混合式。当风筒长度达到300m以上时,一台风机的负压不能保证向工作面供应的计算需风量。在这种场合,可将几个机组串联起来或将它们     

压入式掘进通风流场PIV实验研究北大核心

为了更为准确地描述压入式掘进通风流场形态,针对压入式掘进通风流场的传统"接触式"测量方式的局限性,利用粒子成像测速系统(PIV)对掘进工作面流场进行"非接触式"二维实验测试。按照与实际掘进巷道断面尺寸1∶15的比例建立了压入式掘进通风巷道实验模型,并根据井下实际情况,将风筒悬挂于巷道模型侧壁中央,对经过风筒轴心的横纵断面进行实验测试。实验结果表明,PIV测速系统能够更准确地对复杂流场进行测试,能够得到风流流场的瞬时和时均流动状态,为压入式掘进通风流场特性研究及掘进工作面的排污降尘提供了可靠的实验依据。     

压入式掘进通风流场PIV实验研究

为了更为准确地描述压入式掘进通风流场形态,针对压入式掘进通风流场的传统"接触式"测量方式的局限性,利用粒子成像测速系统(PIV)对掘进工作面流场进行"非接触式"二维实验测试。按照与实际掘进巷道断面尺寸1∶15的比例建立了压入式掘进通风巷道实验模型,并根据井下实际情况,将风筒悬挂于巷道模型侧壁中央,对经过风筒轴心的横纵断面进行实验测试。实验结果表明,PIV测速系统能够更准确地对复杂流场进行测试,能够得到风流流场的瞬时和时均流动状态,为压入式掘进通风流场特性研究及掘进工作面的排污降尘提供了可靠的实验依据。     

基于综掘工作面除尘的压入式通风参数优化

为研究压入式通风系统下粉尘的分布规律,合理优化压入式通风系统以求达到更好的除尘效果。以某煤矿综掘工作面实际数据为参照建立压入式通风巷道的几何模型,并用ANSYS软件对其风流场以及风流场中煤尘分布规律进行模拟。通过对比模拟压入式风筒位于不同高度时巷道内粉尘的分布情况选择除尘效果最好的风筒位置。模拟结果显示:在压入式通风通风流场中煤尘浓度分布由高到低依次为涡流区、回流区、贴壁射流区。对该系统当压入式风筒位置位于距底板2.3 m时(整个巷道高度的2/3处)压入式通风除尘效果最好。     

掘进巷道双风筒降温措施的研究

在非人工制冷降温的掘进工作面,利用双风筒供风是降低工作面风流温度的一个有效措施。根据风筒内、外内流相互制约的特点,分析了双风筒布置掘进巷道内的风流热力变化,并提出了计算方法和原理,依此编 制了计算机程序。利用该计算机程序分析了掘进工作面风筒内、外风流温度的变化规律,为高温掘进工作面的热源计算和通风降温提供了可靠的计算工具。     

独头巷道的抽出式通风

<正> 巷道掘进时采用抽出式通风的优点是:放炮后独头巷道中的炮烟经风筒抽出,新鲜空气则沿巷道流入工作面,在整个通风过程中,除炮烟抛掷带而外,巷道中的空气不受污染。因此,对于较长的独头巷道采用这种通风方式是有利的。但是,这种通风方式也有它的缺点:风筒吸入口附近的风速随远离入口而急剧降低,因此借风速直接排出炮烟的有效作用范围远比压入式的有效范围小,而想要用最小     

基于风流及粉尘分布规律的机掘工作面风筒布置

为优化机掘工作面局部通风布置,改善工作面通风及排尘状况,基于气固两相流理论,利用数值模拟的方法分析了机掘工作面压入式、抽出式及长压短抽式3种通风方式下,随着风筒口至工作面距离的变化,工作面风流运动规律及粉尘的分布规律,并确定长压短抽通风方式风筒口合理位置为:压入式风筒口距工作面距离Ly在3.5槡S~5槡S或6槡S~6.5槡S,抽出式风筒口距工作面距离Lc1.5槡S。确定压入式通风风筒出口至工作面最佳距离约为3槡S,抽出式风筒吸风口至工作面最佳距离约为槡S;确定长压短抽式通风风筒口最佳位置为Ly在6槡S~6.5槡S,Lc≈槡S。模拟结果与前人文献试验结论基本一致,模拟结果可靠。     

长距离独头巷道使用涡轮鼓风机通风

存矿床勘探和地下开采实践中,往往需掘进大长度独头巷道,且这种巷道随着矿床埋藏深度的增加而增加。从独头巷道工作面到地表或到新鲜风流的巷道长达3km以上。长距离独头巷道的传统通风方法是应用局扇和风筒,采取吸入式、压入式或它们的联合方式进行。当风筒长度超过300m时,一台局扇的负压不能保证按计算向工作面供风,就需使用多台风机串联或沿风筒的长度     

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.     

长距离独头巷道掘进的通风技术研究

结合某隧道施工项目的现场情况,提出一种长距离独头巷道掘进的通风施工方案。通过对压入式、抽出式、压抽混合式通风的优缺点进行比较,选择压入式通风,并使用一站式通风方式;通风设备选用大直径风筒和多级隧道施工通风机,通风距离长达15 km。使用压入式送风方式直接将新鲜风流送至掘进工作面,满足了施工通风需求。     

掘进抽出式通风设备及其管理

<正> 掘进巷道采用抽出式通风时,新鲜风流从巷道入风口进入工作面。工作面产生的粉尘、炮烟和有毒有害气体经风筒由风机排出。污气由除尘器净化后,排入回风巷。因此,对抽出式风机和风筒在结构、安全性能和管理等方面都有其相应的要求。近年来,我国已成功     

布风器在掘进工作面通风除尘中的应用模拟

为了从控制风流的角度协同解决掘进面通风除尘难题,设计使用布风器将传统的压入式风筒轴向直吹机掘工作面的送风方式改为沿巷道壁的径向风流。使用数值模拟对比分析了有无布风器条件下掘进面的通风除尘效果,通过试验研究了布风器不同出口断面积、安装角度时的通风除尘特性,结果表明:基于布风器通风时,巷道中的风流呈现出明显的旋转,大部分风速与主体风速相同,离掘进面越远粉尘浓度越低,大部分粉尘都被隔绝在了抽尘风筒的入口处附近,只有少量粉尘逸散出来,巷道内粉尘浓度较低,工作环境较好。距掘进头2 m以内时,使用布风器的通风方式时巷道中呼吸带的粉尘浓度高于不加布风器,但之后降低,而且在距离5 m左右时下降尤为明显,由900 mg/m3下降为540 mg/m3,距离掘进头23 m以后,粉尘浓度降为100 mg/m3以下。布风器安装角度为30°,出口断面积介于0.5~0.6 m2时,风量稳定风阻较小,有利于除尘和排除瓦斯,使矿井通风除尘达到较佳效果。     

抽出式通风综掘工作面粉尘分布规律的数值模拟研究

根据煤矿综掘工作面生产过程中粉尘污染严重的实际情况,利用数值模拟方法对抽出式通风综掘工作面进行了数值模型。通过对抽出式通风综掘工作面掘进机截割生产时产尘的模拟分析,得出了抽出式通风综掘工作面粉尘沿巷道通风风流的分布规律以及粉尘分布规律受风筒入风口位置、抽风量大小影响的变化规律。     

风流净化器简介

<正> 风流净化器是局扇风筒里进行风流净化的装置。在井下进入局扇风筒的风流,多数含有粉尘,甚至含有一些有毒有害气体,尤其串联风流的局扇供风则更是如此。这些空气中的混杂物,沿风筒进入工作面,影响局部通风的供风质量。     

独头巷道氡的析出特性与排氡通风

本文论述了独头巷道通风排氡的效果。采用压入式通风时,风筒口距工作面在10米以内较适宜。掘进工作开始前利用风筒对工作面进行负压通风能使巷头区(指风筒口至工作面之间的空间)氡浓度降低。对风源浓度(指在负压通风条件下巷道的新鲜空气中含氡及其子体的浓度)的合理值提出一个指标,有助于检验井下通风效果。认为增加工作面的进风量和降低风源浓度值是降低工作面氡浓度(稳态值)的两大措施。     

拉链式快速连接风筒在长距离掘进通风中的应用

针对长距离掘进工作面通风困难的问题,分析讨论了常见的6种局部通风方式,并给出了局部通风方式的选择方法,探讨了常见风筒的接头方式,提出一种新型拉链式快速连接风筒。利用数值模拟,对风筒内通风进行模拟,找到最佳的风速测点,并对拉链式快速连接风筒在转龙湾煤矿的23201掘进巷道进行现场测试。结果表明,利用新型拉链式快速连接风筒能够保障23201掘进工作面具有充足的风量,新型拉链式快速连接风筒明显优于普通风筒。