通风条件影响长压短抽掘进面粉尘扩散的仿真实验

为了提高长压短抽掘进面通风除尘效果,通过仿真实验确定通风条件影响风流场运移及粉尘扩散的规律。研究结果表明：风流场运移规律为压风口与迎头距离、压抽比越大,抽风口与迎头距离、压风量越小,越利于形成风速方向均指向掘进面迎头的控尘风流场,形成控尘风流场的压风口与迎头最小距离为25 m。粉尘扩散规律为随着测点与迎头距离的增大,粉尘质量浓度整体呈现减小或波动性减小趋势;抽风口与迎头距离越小,迎头粉尘扩散能力越小;随着压风口与迎头距离增大、压抽比减小,迎头粉尘扩散能力逐渐减小并趋于稳定,压抽比为0.75时距迎头5～39 m的有人作业区域全尘、呼尘平均降尘率已增至95.56%和94.31%;随着压风量增大,迎头粉尘扩散能力先减小后增大,其中压风量为250 m3/min时扩散能力最小。

煤矿井下气水喷雾雾化特性实验研究

为了分析煤矿井下气水喷雾雾化特性,基于自行设计的气水喷雾实验平台,采用电磁流量计、空气质量流量计及马尔文实时高速喷雾粒度分析仪对空气雾化喷嘴流量特性、雾化粒度的空间分布规律及影响因素开展了实验研究。结果表明:随着供水压力的增加,喷嘴耗气量以指数形式不断递减,而耗水量以指数形式递增;喷嘴耗气量随供气压力以指数形式递增,而喷嘴耗水量基本呈现线性递减趋势。雾滴粒径沿喷嘴轴线方向不断增大;距离喷嘴较近的纵断面上,雾滴粒径沿径向不断增大,并呈现不对称分布;位于雾流中部的纵断面上,轴线附近区域雾滴粒径沿径向不断增大,而雾流外部区域雾滴粒径呈现沿重力方向增大的趋势;在靠近雾流末端衰减区内,雾滴粒径沿重力方向不断增大。供气压力一定时,雾滴粒径随着供水压力的增加呈现先增大后减小的变化规律,且供气压力越大所对应的拐点水压越高;随着供气压力的增加,雾滴粒径不断减小,且减小幅度随供气压力增加而有所下降。

煤层注水过程分析和煤体润湿机理研究

分析了煤层注水过程中水在煤体中的运动动力和过程 ,用界面化学理论分析了煤体表面的润湿过程 ,得出了煤体能够自行润湿的条件 ,即润湿过程的润湿功必须为正 ,同时得出了各种润湿过程的判断依据。根据上述理论分析 ,阐明了煤层注水降尘的润湿机理 。

煤尘润湿动力学模型的研究

在分析液体润湿煤尘机制的基础上建立了液体润湿煤尘的动力学模型,提出了用于表征液体在煤尘表面润湿能力的润湿因子K,并利用几种不同的表面活性剂对煤尘接触角的动力学数据进行验证.结果表明:拟合的相关系数均大于0.978,该润湿模型用来描述润湿剂在煤尘上的润湿动力学过程具有较好的效果.

煤体吸湿速度实验研究

煤体注水是降低煤炭开采粉尘产生量的治本性措施．通过实验，研究了影响煤体注水速度和注水量的重要因素之一———煤体吸湿特性，根据Ｌａｐｌａｃｅ公式分析了吸湿速度变化中的两个峰值分别由毛细管力和铺展润湿作用形成，并依此为据提出了煤体注水中表面活性剂添加浓度的选择方法是设法使毛细管力和铺展润湿作用达到最大值．

煤体对纯水吸收速度的影响因素分析

通过实验研究， 得出了煤体对纯水吸收速度的第一影响因素是煤体的平均毛细管力； 第二影响因素是煤体过渡孔与半大孔的孔隙体积之和． 而煤与纯水间的平衡接触角不直接控制煤体的吸水性． 具体实施煤层注水时可根据煤体孔隙特性选择合适的注水速度， 以取得更好的降尘效果．

煤层注水降低综采工作面煤尘浓度的研究

在深入研究官地矿９＃ 煤渗透特性的基础上，提出动压预注水的煤层注水方案与参数，并在官地矿进行了工业性试验，取得了降低综采工作面煤尘浓度６０％ 以上的明显效果。它对我国煤矿有效实施煤层注水。

综掘工作面水气旋转射流降尘系统的数值模拟与试验

为提高综掘工作面的降尘效果,提出了水气旋转射流降尘系统治理综掘工作面粉尘措施,分析了其机理,并在现场进行了试验,同时进行了综掘工作面水气旋转射流控尘系统与传统直流送风控尘的数值模拟。结果表明,该系统不但雾化效果好,且可形成旋风水气幕罩,有效控制粉尘快速扩散及污染整个巷道,除尘效果明显。

多向涡流风幕阻隔粉尘弥散的模拟实验

针对掘进面迎头粉尘弥散难以控制的难题,设计新型多向涡流风幕发生装置,并基于自行设计的模拟实验平台得出多向涡流风幕风流运移及阻隔粉尘弥散规律。研究结果表明:风流运移规律为多向涡流风幕与迎头距离L_c越大,压抽比Y、压风量Q_f及轴径比Z越小,越利于形成风流均指向迎头运移的阻尘风流场。阻隔粉尘弥散规律为粉尘质量浓度基本随巷道断面与迎头距离的增大而减小或波动减小;随着L_c的增大,阻隔粉尘弥散能力先减小后增大;Y、Z越小,Q_f越大,越利于阻隔粉尘弥散。通风参数变至一定值后,形成阻尘风流场的均匀程度及阻隔粉尘弥散能力基本稳定,并确定了实验掘进面较优通风参数为:L_c=20 m,Y=5:4,Q_f=300 m^3/min,Z=1:9;该参数时全尘、呼吸性粉尘的降尘率平均值分别为95.85%和94.32%。

喷雾降尘机理的研究

为了更好地利用喷雾技术高效沉降煤矿生产中作业场所的高浓度粉尘,对喷雾降尘机理进行了深入研究.以煤矿井下回风巷道中沉降浮尘为研究对象,分析影响粉尘沉降效率的因素,建立了相应的数学模型,应用MATLAB软件绘制出粉尘沉降效率曲线.由此得出,水雾粒径越小降尘效率越高,但不同粒径的粉尘颗粒对应一个较佳的水雾粒度;当采用压力型雾化喷嘴沉降浮尘时,降尘效率主要取决于供水压力,不同粒径的粉尘需要的水压力不同,依据实际粉尘颗粒的分散度和降尘要求参照曲线图来选择合适的供水压力,可以达到更好的效果和经济效益.

综采工作面喷雾降尘中相似准则数的探讨

根据气固两相流动的运动方程、尘粒的扩散方程和喷雾除尘的特性, 导出了综采工作面喷雾降尘中的相似准则数, 探讨了相似准则数在模型试验中的具体应用方法, 确定了综采工作面喷雾降尘在模型试验中需要满足的相似准则数, 并通过模型试验验证了相似准则数的准确性.

磁化水溶解度及雾化特性实验研究

为了解磁化水的溶解能力及雾化效果等特性,搭建了由供水系统、测试设备及磁化装置等组成的磁化水制备与雾化实验平台,采用LS2000型分体式激光粒度分析仪对直通式雾化液体旋流喷嘴的雾化粒径进行了测量。通过实验对磁化水的溶解能力进行了测试,研究了绵白糖和Na Cl在磁化水和未经磁化的水中溶解度变化规律,及磁场对喷头雾化效果的影响。由实验结果可见:水溶液被磁化后溶解速度更快;磁化水雾化后粒径范围更集中,平均雾化粒径更小。实验对磁化水的特性及雾化机理作出了必要的补充,为磁化水除尘降尘奠定了理论基础。

煤矿放炮前自动洒水控制系统的研究

在煤矿井下实际生产中,放炮员可能不洒水就开始放炮,容易发生放炮爆炸事故。针对该问题,文章提出了一种由P89LPC932单片机控制的基于倍压整流电路的煤矿放炮前自动洒水控制系统的设计方案,详细介绍了系统组成、功能、工作原理及主要电路的设计。样机系统的应用表明,该系统不但满足了不洒水不能放炮的要求,而且可以根据现场设定的洒水总量实现洒水闭锁功能,实用性好。

内混式空气雾化喷嘴雾化特性及降尘效率研究

为了掌握内混式空气雾化喷嘴喷雾特性及降尘性能,借助自主研发的喷雾降尘实验平台,对内混式空气雾化喷嘴与X旋流型压力喷嘴流量、雾化角、射程、雾滴体积分数、雾滴粒径、雾滴速度等喷雾特性参数及降尘效率进行了实测,并对实验结果作对比分析。结果表明:随着供水压力的增加,内混式空气雾化喷嘴水流量和气流量分别呈指数形式递增和递减,气液质量流量比不断下降;压力喷嘴水流量随着供水压力的增大而增大,水流量与供水压力的1/2次方成正比。随着供水压力的增加,2种喷嘴的雾化射程、雾滴体积分数及雾滴速度均增大。X旋流型压力喷嘴雾化角明显大于空气雾化喷嘴,其喷雾作用范围更宽;随着供水压力的不断提高,空气雾化喷嘴雾化角呈现先增大后减小的变化规律,而压力喷嘴则一直以较小的幅度不断减小。空气雾化喷嘴由于有压缩空气作为助力,在供水压力较低时能获得较为理想雾滴粒径,且随着供水压力的增大,雾滴粒径不断增大;普通压力喷嘴的雾化粒径随着供水压力的提高而减小,且需在较高的供水压力下才能获得理想的雾滴粒径。在相同的供水压力下,空气雾化喷嘴雾滴粒径和水流量均小于压力喷嘴,而雾滴体积分数、雾滴速度及降尘效率均高于压力喷雾。气水喷雾较压力喷雾具有明显的优势,获得相同的降尘效率,气水喷雾耗水量仅约为压力喷雾的一半。

煤体注水浸润半径测试方法的研究

基于对煤体注水浸润抑制煤尘的机理分析之上 ,讨论了应用电导法测试煤体注水浸润半径的原理和应用方法 ,并应用此法对平顶山煤业 (集团 )有限责任公司六矿、八矿和十矿的 3种煤层进行了试验 ,得出了相应煤体的注水半径。

基于有限元仿真分析的高压雾化喷嘴设计及参数优化

为解决高压喷雾用喷嘴的耗水量大、堵塞和使用寿命短的问题,设计了一种利用导流孔实现水流螺旋混流的新型喷嘴,提出了影响喷嘴雾化效果的关键参数:水流入射角度、喷嘴腔体长径比和喷嘴出流直径,运用有限元仿真分析的方法对以上参数的影响效果进行了仿真研究。仿真结果表明:出流直径对雾化效果影响最大,减小出流直径可显著提高雾化效果;水流入射角度和腔体长径比两者合理配合可有效提高喷嘴的雾化能力,同时也影响了雾化的角度。以优化后的参数加工喷嘴进行试验,结果表明最低雾化压力为2 MPa,雾化角度和喷射距离等达到了设计要求,降低了对水质的要求,达到了节水耐用的目的。

“三软”煤层注水防尘封孔方法探讨

在分析“三软”煤层封孔特性的基础上，选择了合适的注水防尘封孔方法；对Ｂｉｍｂａｒ１型封孔器应用中的问题进行了讨论，并设计了一种与之配套使用的单向自动截止阀。

大型化综放开采煤层注水方案及参数确定

强调在大型化综放开采煤层中开设抬高中间巷进行煤层注水,其注水效率高,可一巷多用,防灾效果全面。结合算例,用有限元数值模拟方法模拟了在厚煤层中注水的过程,得到最小湿润范围准则为煤层厚度的1 5倍。分析了综放开采煤层注水工艺参数中注水压力、时间和钻孔间距与湿润范围的动态变化关系,给出了选取合理的注水工艺参数的方法。指出在大型化综放开采进行煤层注水,湿润时间充裕,同时,考虑到压裂并软化煤体,应采用较高的压力注水,此时,钻孔间距可扩大至35m。

喷雾降尘效率的研究与分析

为了有效地利用喷雾技术沉降工矿企业作业场所中的粉尘,通过对水雾粒度与供水压力的内在联系进行理论分析与研究,结合粉尘沉降效率与水雾粒度的关系,得出粉尘沉降效率与喷雾水压力之间的关系,应用MATLAB软件将其绘制成曲线图。针对一定口径的雾化喷嘴,不同的供水压力对应不同的粉尘沉降效率曲线,且压力越大,效率越高。通过实践,实测降尘效率与曲线图上对应的值很接近,因此,可以以该曲线图为依据指导实际工作。当限定耗水量时,宜选择小口径雾化喷嘴,可以提高喷雾水压力获得细微的水雾,从而达到较高的降尘效率;对于粒径大于2μm的粉尘,在相同供水压力下,各级别粒度的粉尘沉降效率变化不大。此外,惯性碰撞捕尘机理对于粒径小于2μm的粉尘,沉降效率急剧下降,尤其是在供水压力比较低的情况下。

荷电水雾振弦除尘器的性能研究

荷电水雾振弦栅除尘技术是将液滴荷电技术与振弦栅除尘技术相结合 ,以获得较高的除尘效率 ,特别是对微细粉尘的高效捕集。其结构简单、运行及维护费用低 ,是一种高效除尘技术。通过对环形电极的水雾荷电规律以及不同风速条件下水雾荷电前与荷电后的除尘效率的试验研究表明 ,除尘器的除尘效率可达99 5 %