多因素作用下某矿巷道型采场CO浓度特性实验与通风优化

针对传统单因素作用下巷道型采场CO浓度特性实验考虑因素过少,分析较为片面的局限性,结合矿山现场,通过相似理论建立巷道型采场物理相似模型,并采用控制变量法进行多因素作用下巷道型采场CO浓度特性实验研究。研究结果表明,不同通风方式、不同风速和不同测点处的CO在采场内浓度特性规律为:采用长抽长压式通风,CO浓度越低;风速增大,CO浓度越低;与掌子面CO产生处的距离增大,CO浓度越低;现场实验和相似实验所得出的CO浓度变化趋势基本一致。采用长抽长压式通风,风速为0.75 m/s能有效降低巷道型采场内CO浓度,所得出的通风方案可为同等环境下巷道型采场现场CO通风防治提供参考。

主进风竖井内罐笼提升活塞效应对平巷风流的影响

针对主进风竖井内罐笼提升产生的活塞风效应及其对运输平巷内风流的影响。基于SST k-ω湍流模型,采用动网格对罐笼在竖井内运行进行空气流体仿真并通过现场实测对模拟数据进行验证的方法,研究竖井活塞风影响下运输巷道内风流流场的结构变化以及巷道内风流流动的紊动特性。研究结果表明:罐笼在竖井内运行产生的活塞风会造成平巷内风流的瞬态变化,导致巷道内风流流场分布紊乱,对局部风流扰动较大;活塞风影响下巷道内风速概率密度曲线走势呈正态分布;沿纵向分布的风流紊动强度值在活塞风影响下变化趋势存在自相似性,整体呈指数分布;沿横向分布的风流紊动强度在活塞风影响下沿巷道中心线呈对称分布;在巷道内局部位置分别取得沿纵向分布的风流紊动能最大值E_(max)=0.249 m^(2)/s^(2)以及沿横向分布的风流紊动能最大值E_(max)=0.503 m^(2)/s^(2),紊动能值较大,易造成巷道内局部高、低速风流、涡流以及对周围风流产生卷吸作用。矿井通风系统遭到矿内不稳定因素影响,则可能导致井下局部用风地点或整个风流系统紊乱,主进风竖井内罐笼频繁提升引起的一系列附加效应会对运输平巷通风效果产生较大影响,研究罐笼提升活塞效应对巷道内风流的影响为补充矿山局部通风理论提供参考。

基于DBN的掘进工作面煤尘爆炸事故风险预测

针对传统分析方法无法对煤尘爆炸事故进行动态评估的局限性,结合具体案例,提出了基于动态贝叶斯网络(DBN)的掘进工作面煤尘爆炸事故风险分析模型,并运用马尔科夫理论将事故演变全过程与时间相关联。研究结果表明:利用动态贝叶斯网络进行正向推理,得出掘进工作面煤尘爆炸事故3种不同状态的初始先验概率分别为0.090、0.280、0.630,并预测在6个时间片后3种状态概率分别为0.254、0.261、0.485。利用动态贝叶斯网络逆向推理,最终确定局部通风方案设计不合理是对掘进工作面煤尘爆炸事故造成严重后果影响最大的基本风险因素;指出了影响掘进工作面煤尘爆炸事故造成严重后果的5种基本风险因素;认为应该防止这5种基本风险因素同时发生。

基于贝叶斯网络的深井掘进工作面一氧化碳中毒事故风险评价

为识别并量化分析导致深井掘进工作面CO中毒事故的基本风险因素,构建了深井掘进工作面CO中毒事故贝叶斯网络模型并进行双向推理,结果表明:导致事故发生的先验概率为19.0%;在单因素作用下,导致事故发生的后验概率最大为27.9%;在多因素耦合作用下导致事故发生的后验概率最大为39.1%;未掌握工作面CO运移规律、施工环境温湿度过高、通风时间不合理、局部通风方案设计不合理、现场交叉施工干扰、通风设备维护管理差是影响深井掘进工作面CO中毒事故的6个基本风险因素;事故预防的重点是防止施工环境温湿度过高、通风时间不合理、局部通风方案设计不合理、现场交叉施工干扰、通风设备维护管理差这5个基本风险因素同时发生。研究成果可为我国深井施工中气体中毒事故的预防提供参考。

基于SST k-ω湍流模型的提升竖井活塞风效应研究

针对罐笼在提升竖井内频繁运动产生于井筒的一系列附加效应,采用基于SST k-ω湍流模型对罐笼在竖井内运行进行空气流体仿真,研究不同工况下压力系数(C_(p))时变曲线、速度系数(u/V_(T_max))时变曲线随罐笼运行的动态变化以及运行罐笼周围速度场和压力场的瞬态变化。研究表明:当罐笼在不同工况下运行,各测点C_(p)值与u/V_(T_max)值受活塞风效应影响会出现不同程度的骤增、骤降;罐笼运行速度越快,产生于其前后的压差越大,逆风运行罐笼不同运行速度下其前后方压差可分别达81.49、130.36、170.94、235.64 Pa;罐笼运行状态不同,产生于其周围的活塞风速也不同,当罐笼运行速度为10 m/s时,顺风运行罐笼周围最高与最低活塞风速差值为6.01 m/s,逆风运行罐笼周围最高与最低活塞风速差值为11.00 m/s。研究提升设备运行造成的活塞风作用下相关指标不同的变化规律,对提高矿井通风效果以及完善矿井通风理论有积极意义。