掘进巷道壁面粗糙度对受限贴附紊动射流的影响

由于巷道壁面粗糙度对贴附紊动射流起始段与主体段有较大影响,根据贴附射流理论,通过FLUENT软件数值模拟,分析在巷道壁面粗糙度厚度不同及粗糙度不均匀的情况下,贴附紊动射流运动特征及对掘进巷道内通风流场的影响。结果表明:巷道壁面粗糙度厚度对受限贴附紊动射流的起始段影响较小,对主体段影响较大,随着粗糙度厚度增大,主体段的轴心速度减小越快,低风速区厚度增大,在回流区易形成涡流区;随着粗糙度不均匀性增加,巷道内涡流区增大。数值模拟结果与理论分析结果相符,为研究掘进巷道风流传递过程、粉尘与瓦斯运移规律等提供了理论基础。

综掘面粉尘最佳分布的风筒出风口参数调控规则研究

目前,综掘面风筒出风口风流不能随时变化,不能满足通风降尘的实际需求,造成了安全隐患和污染风险的急剧上升。而风筒出风口方向角度、口径及前后距离参数变化调控可以优化粉尘运移分布,有效提高降尘效率。研究采用粗糙集理论、有限元流场数值模拟技术及井下测试验证手段对综掘面不同巷道的空间尺寸和出风口方向角度、口径及前后距离参数下的调控规则获取方法进行研究,建立决策信息系统、属性约简的区分矩阵算法、规则获取的启发式值约简算法,并进行了出风口参数调控规则的获取及表达。对调控后粉尘质量浓度的分析可知,巷道内粉尘质量浓度超限区域面积明显减少,较原始场司机位置处的降尘率可提高48%,为综掘面粉尘最佳分布和高效通风降尘提供了理论依据。

分形特征对掘进通风粉尘分布和沉降规律影响分析

针对目前煤矿井下呼吸性粉尘浓度高、降尘效率低的问题,结合分形分维数可以很好地描述颗粒粒径的分布,由公式D=3-n看出,直接改变Rosin-Rammler分布函数中分布指数n可以描述粉尘粒径分布和沉降规律。采用FLUENT模拟分析分布指数n对呼吸性粉尘分布和沉降影响,并总结其规律,为掘进巷道的开采方式和降尘技术提供理论依据。