椭园形双曲抛物面鞍形壳体屋面风压分布系数的实验研究

本文通过模型风洞实验,对椭园形双曲抛物面鞍形壳体屋面的风压分布系数进行了研究。实验是在模拟大气边界层风洞中进行的。根据不同风向作用下屋面风压的实测分布规律,给出了最大风压系数和整个屋面的平均风压系数。在所研究的矢跨比范围内,最大风压系数C_(pm)=-206q,最大平均风压系数(绝对值)(?)_p=-0.82q(q为速压)。实验结果表明,风向对屋面风压分布起着最为重要的作用。     

采煤机割煤粉尘治理关键技术及装备研究与应用

针对采煤机割煤过程中的粉尘污染问题,遵循“先抑、后控、再降”的治理思路,提出了利用高效抑尘喷雾快速湿润破碎煤体,再利用控尘喷雾控制含尘气流沿煤壁一侧运移,最后利用机载喷雾引射除尘器沉降粉尘的综合治理措施。采用实验室实验和现场试验相结合的方法,重点开展了支架顶部组合喷雾抑尘、采煤机喷雾控降尘、采煤机机载除尘等关键技术及装备的研究,并在高产尘强度综采工作面进行了应用,将采煤机正常割煤时司机处的总粉尘质量浓度由3 097.0 mg/m³降至52.6 mg/m³,取得了显著的降尘效果。     

基于引射喷雾和挡尘帘的采煤机含尘气流控制技术研究

针对采煤机逆风割煤时司机处粉尘污染严重的问题,在分析粉尘产生及其运移规律的基础上,根据喷雾射流的有关理论,提出了一种利用引射喷雾和挡尘帘来控制采煤机含尘气流的技术措施,并通过理论分析和现场试验对其控制原理和效果进行了研究。研究结果表明,在最佳参数条件下,该技术能有效控制采煤机含尘气流沿煤壁侧运移,可将综采工作面人行道一侧司机处的总粉尘和呼吸性粉尘质量浓度分别降低91.3%和88.5%。     

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针对煤矿快掘工作面掘进速度快、设备集中、产尘量大等特点,以曹家滩煤矿122107辅运巷快速掘进工作面为研究对象,详细分析了快速掘进工作面的产尘规律,开展“喷雾抑尘+机载通风控除尘”综合防尘技术及其工艺参数研究,结合快速掘进工作面产尘特性及掘锚一体机外形特点,设计了4种贴近截割滚筒的喷雾装置和1种机载控除尘装置,并进行了现场工业性试验。结果表明：应用快掘工作面综合防降尘技术,降尘效率在90.69%以上,能极大地改善快掘工作面粉尘污染情况。

     

中国煤矿粉尘危害防治技术现状及发展方向

为了解决煤矿综掘工作面粉尘污染难题,以唐口煤矿3110运输巷综掘工作面为研究对象,对压抽风量比r为0.5、0.8、1.2、1.5条件下的多径向涡旋气幕运移及其阻尘效果开展数值模拟研究。结果表明,随着r的减小,控制风流结构的主要因素由惯性转变为抽风负压,气幕保持径向涡旋状态的轴向运移距离及其前部低速紊流区均随之减小,当r减小至0.8及0.5时,能够在掘进作业区域形成轴向阻尘流场,粉尘污染范围也随之减小。结合综掘工作面实际情况,选取r为0.8,经现场应用,掘进机司机前部断面形成了较为完整的轴向阻尘流场,风速减小至0.38~1.19 m/s,掘进机司机处粉尘质量浓度降至63.0 mg/m³。

     

基于K-means聚类的风压系数快速分区方法

提出了一种基于K-means聚类的风压系数快速分区方法。K-means聚类要求事先给出聚类数目k值,在风压系数分区应用中存在局限性。采取两种措施进行改进：一是预先限制k值范围,实现所有k值下的快速聚类。二是采用有效性指标确定最佳k值。分别以平屋盖、鞍形屋盖的两种代表性来流工况为例,说明和验证了风压系数分区方法。结果表明：分区方法能很好地完成不同几何形状屋盖、不同来流工况、不同类型的风压系数分区。     

大跨屋盖表面旋涡的PIV试验研究

该文通过风洞流场显示试验,观察了大跨平屋盖和马鞍屋盖表面的分离泡和锥形涡现象,给出了不同风向、不同屋盖表面的旋涡流线和涡量场分布;分析了风向角、屋盖曲率对于旋涡形态的影响。试验结果表明,当风向垂直于平屋盖迎风前缘时,屋盖表面将形成典型的分离泡现象,且分离泡的涡核位置恰好对应了涡量场的负向峰值。在斜向风作用下,平屋盖和以高点作为迎风点的马鞍屋盖表面将出现锥形涡。观察旋涡的平均流线和涡量场分布图,发现当来流沿两种屋盖对角线时,锥形涡截面形状接近圆形;当来流偏离屋盖对角线时,在靠近来流的一侧,锥形涡截面形状接近椭圆形;流场内负向涡量分布于壁面上,峰值集中在迎风前缘附近和旋涡周围。在相同的风向角下,曲率较大的马鞍表面锥形涡涡轴与屋盖迎风前缘所成角度较大,曲率较小的马鞍表面锥形涡涡轴与迎风前缘所成角度较小。此外,旋涡的瞬时流线图表明,锥形涡是一种瞬时变化的流体现象,其形态和位置在每个瞬时都不相同。     

大跨屋盖结构共振响应多目标等效静力风荷载

针对大跨屋盖结构等效静力风荷载计算需要兼顾多个响应控制目标问题,基于能量等效,提出了大跨屋盖结构风致共振响应多目标等效静力风荷载分析方法。根据结构风致共振响应特点,从保证结构整体安全的角度,确定以结构风振过程中各节点吸收和转化的风动能达到极值时刻为等效目标,据此最不利情况,推导了共振响应多目标等效静力风荷载表达式。最后,将该方法应用于北京奥运网球中心屋盖结构共振响应等效静力风荷载计算,结果表明：该等效静力风荷载下的结构静力响应与频域分析得到的结构动力响应极值吻合较好,验证了所提方法的有效性和工程实用性。     

基于泡泡的隧道施工中岩尘净化技术研究

隧道掘进作业中产生的岩尘不仅会污染工作面,损坏设备,而且影响严重人员健康,因此岩尘治理在工程建设中至关重要。本文提出了一种泡泡岩尘净化新技术,即向作业面喷出大量能够长时间飞行在空气中的泡泡,使其去捕捉、吸附、粘结并湿润空气中的岩尘,随着泡泡破灭后一起沉降到地面,从而达到快速除尘目的。针对岩尘,先通过单体表面活性剂到的性能测试,优选出三种高性能表面活性剂,再对其两两复配,然后测试其对岩尘的润湿性能,最终选择浓度为1.0%、配比1∶4的AOS/ASLA作为起泡剂。通过模拟平台分别进行了岩尘自由沉降和泡泡除尘实验,结果表明:粉尘浓度越高,则自由沉降时间越长;通过自行研发的发泡器进行泡泡除尘实验,与粉尘的自由沉降相比,在三种模拟岩尘浓度下,其除尘效率分别提高了94.72%、93.56%、92.64%。可见,新型泡泡除尘技术,能够显著提高除尘效率,并且可以节省大量水资源。