基于风流运动的粉尘运移研究进展及趋势

矿井机械化、智能化水平提升所导致的粉尘问题愈发严重,探究风流-粉尘运移规律,掌握工作面风流、粉尘的运动特征,对改进工作面控尘措施,改善井下作业环境,加速实现绿色矿山目标具有重要意义。通过查阅国内外文献资料,调研相关研究进展与实践经验,从粉尘受力运动原理、相似实验设计、数值模拟研究、组合方法效果评估等方面,研究当前风流场及其对粉尘分布的影响,认为当前存在风流场与粉尘之间相互作用复杂,粉尘受力运动机理与运动路径研究不透彻,不同因素组合作用与粉尘运移规律关系不明朗等问题。从提高规律向实用性和普遍性转变的角度,提出风流-粉尘运移规律的研究重点应向明晰粉尘运移受力机理和作用力协同机制、建立多参数表征运移规律、提升监测仪器精密度、减弱次要因素对相似实验结果影响程度、增强对风流场和粉尘运移力学特征的认知、明朗影响因素间的耦合关系、构建适用于气-固两相流的数学模型及完善颗粒运动扩散方程8个方面转变。

基于FLUENT的综掘工作面粉尘质量浓度变化规律模拟

我国煤矿粉尘危害严重,综掘工作面是重要产尘地点。通过应用fluent对辛安煤业有限公司1402综掘工作面粉尘进行数值模拟,得出了该工作面粉尘的运移规律。研究显示,综掘工作面的粉尘质量浓度最大,综掘机附近粉尘质量浓度不稳定,掘进机以后粉尘质量浓度随离工作面距离的增加而减小。提出了在掘进机附近设喷雾降尘的技术措施。

胶带运输系统粉尘运动规律及控制技术模拟研究

为解决胶带运输系统粉尘逸散问题,获取密闭通风除尘设计的优化参数,以某选煤厂动筛车间为研究背景,依据气—固两相流理论,建立空气、粉尘紊流的离散模型;运用Fluent软件对胶带运输系统中的气流及粉尘运动规律进行模拟,分析研究吸尘罩安装位置及结构参数对粉尘治理效果的影响。研究结果表明,气流及粉尘运动轨迹基本吻合,粉尘轨迹略有滞后;吸尘罩加装位置不受胶带运输速度影响,只取决于气流运动轨迹及粉尘滞后距离;吸尘罩加装在距下料口1.0~1.5 m处,且吸尘罩采用正四棱台形状、棱台锥角控制在60°~70°、棱台高度在0.4~0.6 m、吸风量在8 000~12 000 m^3/h时,除尘系统的除尘效果最佳、工作效率最高。通过现场密闭通风除尘实例,验证了所建模型的科学性及模拟结果的可靠性。

综采工作面粉尘运移规律的研究

介绍了综采工作面现场测定粉尘浓度的测量条件和方法,并对现场测得的数据进行分析总结,得出了不同工序下粉尘的运移规律,并证实割煤是综采工作面的最大尘源。

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3500 mg/m^3。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%。

洞室群施工通风规律及粉尘浓度分布规律研究

为掌握抽水蓄能电站地下洞室群施工通风规律及粉尘浓度分布规律,以河北丰宁抽水蓄能电站为例,针对水电站地下厂房的四个主要洞室,采用计算流体力学方法(CFD),建立了水电站地下洞室群的通风风流组织和粉尘浓度分布模型,对不同通风回路状态下的地下洞室群的气流运行情况及粉尘分布情况进行了数值模拟,总结出地下洞室群在不同贯通回路下的风流运行规律,并应用烟尘净化装置解决了复杂地下洞室群的排烟问题。

薄煤层炮采工作面粉尘运动规律的数值模拟

以临沂矿区田庄煤矿N2601薄煤层炮采工作面为研究背景,运用Fluent软件,通过气固两相流数值模拟方法对工作面各产尘工序粉尘运移规律进行研究。结果表明:人工攉煤和打眼产生粉尘多数向人行道扩散,而爆破落煤产生粉尘多数随风流沿煤壁运动,少数粉尘向人行道一侧扩散。研究结果可以为现场炮采工作面防尘技术措施提供理论指导。

胶带运输巷道粉尘分布规律及其控制

通过对245胶带运输巷道内粉尘浓度的现场测定与分析,发现转载点和落矿点的粉尘浓度严重超标。为此,建立井下运输巷道的物理模型,采用Fluent软件对胶带运输巷道粉尘运动进行数值模拟研究,确定了巷道内粉尘运移规律。结果表明:当平均风速为3 m/s时,巷道内粉尘浓度最低;巷道内粉尘浓度大小与胶带运行速度成正比。根据数值模拟的结果,结合某大型金属矿山的实际情况,制定了一套适用于胶带运输巷道的降尘措施。该措施实施后,胶带运输巷道内粉尘浓度最大的落矿点处由60.5 mg/m^3降低到9.5 mg/m^3,降尘效果显著,巷道内作业环境得到较大改善。

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。

综掘工作面粉尘的产生及运移规律研究

通过对综掘工作面粉尘浓度测试结果进行统计分析,探讨了掘进机司机位置粉尘浓度随滚筒割煤高度的变化规律,研究了工作面巷道内粉尘运移沉降及其横纵断面上的扩散规律,得出掘进机割顶煤产尘量最大、"三区"粉尘浓度分布不均,以及呼吸性粉尘所占比例较大且沉降困难等结论,并针对粉尘产生及运移规律提出了相应的粉尘防治建议与措施,为综掘工作面粉尘防治提供了最基础的参考依据。

采石场爆破粉尘运移规律的数值模拟

了解采石场爆破后粉尘颗粒的运移规律,有助于改善除尘效果,减少爆破粉尘对环境、设备和人员的危害.本研究基于气固两相流理论,采用流体力学软件FLUENT,建立了离散相模型,并对杨房沟采石场爆破粉尘的运移规律进行数值模拟,同时采用TECPLOT软件对模拟结果进行可视化处理分析.研究结果表明:在运移过程中,粉尘颗粒受风流流场的影响显著,采石场外侧粉尘颗粒在风流夹带作用下,朝着风流方向运移;在采石场中部,形成一条高质量浓度分布带;在北侧底部会出现粉尘颗粒聚集现象;不同高度的粉尘质量浓度大小及分布规律存在显著差异.

煤矿掘进工作面粉尘问题及其防治措施

针对煤矿掘进工作面粉尘问题进行分析,叙述了粉尘的产生机理及影响因素,分析了粉尘的运移规律,讨论了传统的长压短抽式通风方式,提出基于内抽外压集尘器的粉尘通风防治措施。在对掘进工作面通风的基础上,该集尘器可有效收集掘进机产生的粉尘,避免通风过程产生的二次扬尘,减小粉尘污染范围。

钢铁企业烟尘排放运动规律的数值模拟研究

为了研究钢铁企业所排放烟尘的运动规律,本文基于三维平流扩散数学模型,以湖北某钢铁企业为例,利用Gnuplot软件实现了对某钢厂烟囱排放烟尘运动规律的数值模拟。研究结果表明:烟尘浓度的变化与扩散时间、扩散范围、与污染源的距离等因素密切相关。随着距离的增大,浓度逐渐减小。模拟输出的图像形象地反映出烟尘的具体扩散浓度分布情况以及排放过程中烟尘浓度与污染源距离的关系、烟尘最大浓度随时间推移的变化规律。