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。

掘进工作面智能控风除尘系统研究

根据智慧矿山发展需求,为降低煤矿井下掘进工作面工人粉尘接触量,提高粉尘集中治理效率,采用实验和模拟的方法分析风筒出风口不同角度对粉尘浓度分布的影响,以呼吸带、司机处粉尘浓度最低为第一原则,粉尘集中处理为次要原则选择风筒最优出风角度。研究表明,风筒出风口与迎头距离为5、7、9 m时,最优风筒出风口角度分别为上60°、左45°、左30°,粉尘浓度集中处理点分别为(10、2.5、2.8 m)、(2、2.5、3 m)、(4.5、2.5、3 m)。针对粉尘浓度集中点设计智能控风除尘系统,通过实时监测风筒与迎头距离,动态调整风筒出风口角度和喷头位置,达到定向集中喷雾降尘和降低工人粉尘接触量的目的,为建设智能化清洁矿井提供理论依据。