超生雾化降尘研究及应用

为解决某矿破碎筛分车间粉尘污染问题,采用喷嘴雾化理论设计喷嘴雾化降尘实验,并根据实验结果在该矿破碎筛分车间应用了超声雾化降尘技术。实验及应用结果表明：超声雾化发生器的液体雾化装置,气体辅助雾化装置和雾束形成器的几何结构影响喷雾的雾化参数与流量特性,液体雾化器与气体辅助雾化装置影响液体初次破碎与雾化,雾束形成器影响雾滴的二次破碎与约束液束形态;超声雾化发生器的气液比与气液压力比存在幂函数关系,幂指数为-1.09;雾滴粒径越小,雾滴的降尘效率越高,当雾滴D50为23 μm时,雾滴的降尘效率在94%以上;在破碎筛分车间振动筛给料皮带和筛上皮带受料点布置超声雾化发生器,超声雾化发生器开启后,车间内粉尘浓度降低至586～10.54 mg/m3,降尘效率在71.38%以上。     

我国深部矿井热环境调控研究近20 a进展及展望

随着矿井开采水平向深部转移,高地温热害成为资源安全开采面临的重要难题。矿井通风与空气调节逐渐成为深部矿产资源开发的主要耗能形式,影响着矿井生产运营成本和资源开发的可持续性。概述了矿井通风传热理论发展脉络和矿井降温技术研究现状,剖析了目前常用的降温技术特点,在此基础上展望了深部矿井热环境调控的未来重点发展方向。结果表明:机械制冷通风降温是目前主要的矿井热害治理方式,但存在成本高、维护困难、冷量利用率低、降温效果不理想等不足。为提高深部矿井热害治理效果,应秉持“节源开流”的新思路,在矿井开拓过程中实施主动降温措施,并采取多种方式进行联合降温。此外,可结合智能通风系统精准控温降低冷量消耗,采用循环通风降温技术提高冷量利用率,应用高性能降温防护服应对特殊高温场景。将传统矿井热害治理技术思路转变为地热资源利用理念,实现矿井热环境调控与地热资源开采协同,是高效解决深井降温和升级矿井能源结构体系的关键。     

深井矿山局部制冷降温技术研究

针对某千米深井金属矿山胶带转载硐室面临的高温高湿作业环境导致劳动效率低下、人员中暑时有发生和设备故障频发等问题,开展矿山高温硐室制冷降温技术研究。分析硐室热害形成因素,计算各因素放热量,并对高热害硐室通风降温进行多方案分析论证,确立采用水冷制冷机组制冷降温方案进行设计和现场实施。现场实施效果表明:水冷制冷机组降温方案将硐室内空气干球温度由34.1℃降至27.9℃,降温幅度达到6.2℃,体感温度和相对湿度明显降低。     

归来庄金矿深部多中段开拓局部通风方案设计及应用

归来庄金矿浅部中段矿量逐渐减少,回采深度逐步加深。混合井深部-395,-455和-575 m中段同时开拓,独头掘进时回风系统未形成,深部开拓掘进工作面环境差、温度高、通风困难,为此,采取局部混合式通风方式,核算3个开拓中段独头掘进所需总风量为7.4 m3/s,再计算各中段局部通风阻力,在保证克服局部通风线路阻力的前提下,选用合适规格的风筒和局扇进行混合式通风。局部通风方案实施后,对3个开拓中段局部通风风量进行检测,均能满足需风量要求,所需总风量达到12.93 m3/s,并达到了深部降温的效果,明显改善了混合井深部3个中段工作环境。     

金属矿山独头掘进巷道降温计算模型研究

计算金属矿山独头掘进巷道降温所需制冷量,可为制冷机型号的选择提供依据。以压入式的局扇通风为假设,建立金属矿山独头掘进巷道降温计算模型,并运用Visual Basic语言编写了独头掘进巷道降温制冷量的计算程序。进而利用FLUENT6.3软件模拟了利用金属矿山独头掘进巷道降温计算模型的计算实例,模拟结果得出独头掘进巷道降温计算模型计算出的降温制冷量可使送入到掘进工作面的风流达到掘进巷道热环境指标要求。该计算模型可为矿井降温设计人员和现场工程技术人员提供借鉴和帮助。     

金属矿山深部掘进巷道热交换模拟测试平台设计

基于深井采矿热害控制问题,研发设计了金属矿山深部掘进巷道热交换模拟测试平台。该测试平台按照相似理论将井下掘进巷道简化为长方体硐室。利用电加热膜模拟井下各类热源,加湿器加湿模拟井下高湿环境;制冷降温装置由制冷机组、空冷器和冷风风管等构成。试验平台采用西门子300PLC系统进行实时监测以及远程操作,对工艺流程上设备运行的工况、生产流程中的工艺参数进行实时采集,并将采集的数据传送到上位操作画面,由上位机根据工艺要求,对设备、工艺过程、工艺参数进行自动控制和操作。试验平台能够在实验室内模拟井下真实热湿交换环境,模拟巷道流场、温度场及湿度场的变化规律,研究制冷降温系统的匹配优化和冷量在工作面的配送方式对降温效果的影响因素等,对于解决目前深井开采面临的问题具有很好的现实意义和推广应用价值。     

阜山金矿抽出式通风系统采空区漏风控制技术研究

阜山金矿61#矿脉井下作业采场与采空区贯通,漏风通道难以通过充填、密闭等措施加以控制,而抽出式通风系统主扇风机进风口侧均处于负压区,导致采空区漏风量大、系统有效风量利用率低。通过分析该矿山采空区漏风特点,从通风系统动态模型建立、通风网络优化、风量风压调节控制等方面对井下采空区漏风控制进行研究,运用风机调频技术远程调控增设在进风侧通风设备的运行频率,改变采空区漏风通道两端的风压差,实现控制61#矿脉采空区漏风方向及漏风量大小的目的,较好地解决了采空区漏风问题。研究表明：运用风压平衡以及远程集中控制技术可有效控制阜山金矿抽出式通风系统采空区漏风,保证井下通风系统的可靠性和稳定性。     

金属矿山深井高温巷道通风预冷降温技术

依据金属矿山井下巷道热交换的能量方程,分析了井下巷道的热交换基本规律,以及矿井通风风流预冷降温的理论依据,并通过冬瓜山铜矿实践证明,对巷道入风风温控制可提高井巷热交换效率,达到降温目的。     

深部开采热环境控制技术研究现状及展望

深部开采高地温问题已成为制约矿业可持续发展的瓶颈,必须进行井下热环境控制技术的深入研究。详细阐述了金属矿山深部开采的现状及发展趋势,结果表明近几年国内金属矿山深部开采数量将出现快速增长趋势。论述了增风降温、循环通风、低温预冷、个体防护和制冷降温技术的适用条件,并进行了现场应用效果分析,指出热环境控制技术存在的主要问题,并给出了具体的对策建议,提出应结合矿山井下热环境状况、井巷工程条件和经济效益状况等进行综合降温系统设计。     

矿用局部通风机风量补给及测定组合装置研发及应用

掘进作业中产生的粉尘若不能及时地稀释并排出,容易形成积聚现象,对作业人员的身体健康造成极大的危害。研发了一种适合于金属矿山矿用局部通风机风量补给及测定组合装置,并在山东省某金矿-300 m水平探矿穿脉独头作业面进行了试验。结果表明:引入该装置后,随着掘进作业推进,在不变更原局部通风机台数和型号的情况下,通过对风筒内的风压和风量进行可控式补偿,作业面排尘风速始终维持在0.36 m/s左右,满足《金属非金属矿山安全规程》(GB 16423—2020)的相关通风设计要求。该装置实现了局部通风机风量补给和测定一体化,较好地解决了因掘进距离变长、通风阻力增大造成经柔性风筒送达工作面风量减小以及风量测定安全性低、精准度差的问题,对于改善井下作业环境、保障金属矿山独头掘进安全生产具有重要意义。