综掘巷道大风量双压风筒下长压短抽除尘效果的模拟研究

煤矿井下大风量双压风筒综掘巷道具有产尘强度大、粉尘分散度高、巷道风速大等特点,严重威胁作业人员身心健康和矿井安全生产。为降低大风量综掘巷道粉尘浓度,基于CFD数值模拟软件建立了双压风筒综掘巷道物理结构,采用DPM模型,重点研究了单抽双压式通风下抽风筒入风口与巷道迎头之间的距离对掘进工作面粉尘运移规律的影响,分析了大风量双压风筒下长压短抽通风方式对司机位置作业环境的影响。结果表明:保持双压风筒出口距巷道迎头为4、5 m,压入风量为1 200 m^(3)/min条件下,当抽风筒入口与巷道迎头之间的距离为8 m时,司机位置粉尘浓度为30~90 mg/m^(3),作业环境最佳。

基于MCGS的压风机房智能配电SCADA系统设计

针对鲍店煤矿压风机房电能监测不到位、造成电能浪费的具体情况,为提高供电质量,在分析国内煤矿智能化建设现状的基础上,设计了一种基于MCGS的煤矿压风机房智能配电的监视控制与数据采集(SCADA)系统。该系统通过MCGS触摸屏将煤矿压风机用电信息集中采集并显示,同时经服务器上传至调度中心,远程监控设备的非正常用电,实现压风机房供电系统配电的精准化维护。运行结果表明,该系统可实时掌握压风机房配电系统的运行状态,提高了鲍店煤矿配电的智能化水平,同时协同已有的节能设备和监测系统,有效降低能耗,提高煤矿的经济效益。

煤矿智能压风系统的应用研究

针对传统压风系统多电机之间无法协同配合,压风机房需要定时巡检等问题,设计了一种智能压风系统。该系统通过在控制侧加入可编程控制柜,并引入模糊控制算法,实现压风系统的按压供风、负载均衡、自动轮换的功能。通过布置故障诊断装置,检测压风机的健康状况,在发生故障时可停止压风机的运行,并及时开启另一台压风机,保障管道压力恒定。通过安装视频分析摄像仪实现对压风机房进入人员的监测,分析是否有违规或越界行为,保证人员和设备的安全。智能压风系统的管控平台展示压风机的各项数据,并通过动画生动的展示压风机房内各设备的运行状态,显示压风机健康状况的分析结果。该系统的应用减少了电能的浪费,提供了准确的诊断结果,提高了煤矿智能化水平。

远程智能控制技术在煤矿压风机控制中的应用分析

将远程智能控制技术用于煤矿压风机的远程监控,对提高煤矿生产效率,缩短其停机时间,以及提高煤矿安全可靠的运行管理水平具有重要意义。因此,在当前新的发展需求下,要跟上产业发展的潮流,把自己的发展推上一个新的台阶,就必须充分认识到它的应用价值。文章对煤矿压风机的远程智能控制技术作了简要的介绍,以期为有关人员提供借鉴。

避难硐室压风供氧系统压风量研究

分析避难硐室内人员生存环境主要参数变化情况,研究其压风供氧系统人均所需压风量。根据硐室内压风与人员呼吸CO2间关系,绘制硐室内空气中CO2体积分数随时间变化曲线,得出CO2体积分数稳定值与压风量的关系。通过分析CO2稀释方程、热量平衡、湿度平衡和O2平衡,确定人均压风量为100 L/min。在常村煤矿避难硐室进行80人16 h压风供氧生存试验,结果表明:压风量100 L/min能够满足硐室内人员呼吸需要,硐室内各环境参数均在国家标准要求范围内,温度的迅速稳定表明硐室周围岩体的导热性良好。

远程智能控制技术在煤矿压风机控制中的应用

为提升井下压风质量并降低压风能耗,将远程智能控制技术应用到压风机运行控制中。根据压风系统现有情况,从增加控制模块、监测传感器、通信系统及恒压供风系统等实现压风机组远程智能化控制,并对远程智能化控制关键技术及应用效果等进行分析。现场应用后,可实现压风机组运行实时监测及远程智能化控制,不仅可提高压风机组运行效率、可靠性及压风质量,而且在一定程度上可降低电能消耗及人力资源成本,取得一定的经济及安全效益。

露天矿铲装作业点压风射流驱雾数值模拟研究

基于露天矿开放空间流场特征提出采用人工干扰作业点流场的驱雾技术,考虑铲装作业点浓雾形成过程、射流扰动特点及雾与流场的相互作用,建立合理的数学模型,对射流驱雾流场特点进行数值模拟研究。模拟研究发现:相同的强浓雾涌出时间,铲装点位置采用压风射流驱雾技术明显比不采用时雾浓度低;随着强浓雾的持续涌出,压风射流对雾浓度的影响先增大后减小,快速射流与雾颗粒发生动量交换,压风射流干扰区域雾颗粒运移速度增大;射流携带雾颗粒沿着压风射流方向运移,电铲前方水平方向上射流场携带雾粒向电铲的两侧发生运移,靠近煤壁气流沿垂直方向上升,从而明显降低了电铲前方的雾场浓度,提高电铲司机作业视线。

选煤厂压风管理系统智能化改造与应用

选煤厂压风系统给执行机构提供动力源。传统压风机组往往依据气路系统压力进行在线机组数量控制与出口压力调整,机组控制较为滞后,造成压缩机启停频繁,不利于系统风压稳定。通过对选煤厂压风管理系统的测压系统进行合理部署,对系统压力进行分析评估,获取系统的风压变化特性,结合压风机组状态,对压风机组进行智能控制,稳定系统压力的同时,达到节能增效的目的。

尚义永胜矿业压风自救系统设计

压风自救系统是煤矿井下安全避险"六大系统"之一,正常生产时,为井下开拓掘进工作面风动工具提供压缩空气动力,满足井下岩石巷道掘进及煤巷支护之需要;在发生水、火、瓦斯等灾变事故时,为井下有工作人员的场所提供安全保障的新鲜压缩空气,进行自救,因此,建设合理的压风自救系统是实现煤矿安全生产的重要保证。

盲巷贯通前瓦斯排放新技术实践——钻孔"压风抽采"法

针对平岗煤矿盲巷贯通前,存在瓦斯排放效果不佳及瓦斯超限的技术难题,本文深度剖析平岗煤矿底部层北翼采区33#左一改造上巷贯通前的瓦斯排放的技术难点,结合煤矿现有技术装备,提出了钻孔"压风抽采"法的新技术实践,通过人为构造局部通风系统的瓦斯排放方式,有效地解决了巷道贯通前盲巷瓦斯排放的难题,实践结果表明:新技术具有提高钻孔抽采流量,稀释盲巷内瓦斯浓度,保持巷道较高的正压环境,逆转采空区瓦斯流向,减少采空区瓦斯涌出,实现盲巷瓦斯精准抽采的技术优势,对照采用新技术前后钻孔瓦斯抽绝对涌出量,瓦斯抽采量是前者的1.5-1.6倍,贯通前后,33#左一改造上巷内瓦斯浓度均为0.2%,达到了预期的瓦斯抽排效果,保证巷道安全贯通和煤矿的安全生产,进一步健全了煤矿防灾治灾体系.

金属矿山井下压风自救系统参数设计

为了完善六大系统建设,根据安监总局下发的压风自救系统规范,结合夏甸金矿井下压风建设实际情况,利用矿井通风和流体机械对管路进行计算校验,分析压风能力和风量需求,得出井下压风管路合理参数,并根据井下开采的实际情况设置压风自救装置,完善了其压风自救系统,为井下遇难人员紧急避险提供了有效的生存保障。

掘进巷道火灾时期压风自救系统的作用规律

基于建立的掘进巷道和压风自救系统三维数值模型,研究了掘进巷道火灾时期压风自救系统对巷道环境的作用规律,重点分析了不同火灾位置、压风口位置对掘进巷道内风流状态、烟气分布及安全区域的影响。结果表明:当压风口处于火灾上风流而受到烟流滚退影响时,压风口射流较大幅度降低巷道内烟气浓度;火灾位于巷道前部时,安全区域主要分布于火灾下风流;火灾位于巷道后部时,安全区域主要分布于火灾上风流;风筒与压风口同侧时,火灾位置并非影响压风口附近区域风流分布和烟气分布的关键因素,而压风口位置是影响巷道风流分布和烟气分布的关键因素;当风筒与压风口布置在异侧时,压风口附近安全区域所占体积较大,更利于人员避难。

全岩机掘面压风空气幕封闭除尘系统的研究与应用

分析了掘进工作面压风空气幕的形成机制,并采用k-ε双方程模型建立了单相风流流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用FLUENT软件对全岩机掘面压风口距掘进头不同长度时形成空气幕的状况进行了数值模拟,结果显示,随着压风口距掘进头长度的增大,压风形成覆盖巷道整个断面空气幕的能力不断增强,压风口距掘进头30 m时,在距掘进头约8.7 m的位置即可形成1.62 Pa的空气幕,是形成压风空气幕的最佳距离。设计了压风空气幕封闭除尘系统,在唐口煤矿南部回风大巷全岩机掘面试验了该系统压风口距掘进头分别为10,20,30和35 m时的除尘效果,数据表明,应用4种方式后,现场的粉尘浓度均有了明显降低,尤其压风口距掘进头30 m时,效果最为明显,全尘和呼尘的降尘率分别高达95.1%和96.1%,这与数值模拟结果一致。

铜坑矿压风自救系统设计

铜坑矿在现有供风系统的基础上,完成了压风自救系统的建设。原有压风机站布置合理,风源质量符合要求,核算了灾变时生产用风不能立即停止的情况下所需的最大供风能力为500.4 m3/min,原有压风机站供风能力达到要求;计算了最远一路供风管路的出口风压为0.77 MPa,可满足压风自救系统的要求。通过比较,选择了ZYJ(A)型压风自救装置,并在避难硐室、各中段马头门和有毒有害气体涌出的独头掘进巷道安装了压风自救装置。压风自救系统的建成保障了井下作业人员的安全。

基于OPC和LabVIEW的压风机组远程监控系统设计

针对山西寺河煤矿要实现压风机组无人值守的要求,运用OPC技术,对PLC监控设备以LabVIEW为开发平台设计了压风机组远程监控系统,并通过工业环网将数据传输到矿山监控中心,通过Web发布信息,以实现远程监控。通过现场应用表明所设计的压风机组远程监控系统性能稳定可靠,可实现压风机组无人值守,提高矿山数字信息化管理和自动化水平。

矿井避难硐室压风供风量及其载人实验

通过模型计算确定了避难硐室CO2生成速率、耗氧率与压风供风量的关系,结合相关研究确定了影响压风供风量的关键因素和因素控制水平.根据密闭空间CO2平衡方程、O2平衡方程、CO2稀释方程、通风降温方程,并结合相关规范确定了密闭空间理论人均供风量,通过100人载人试验确定了避难硐室的最小供风量.结果表明:避难硐室供气量与人数有关,与硐室体积无关,确定以CO2时间加权阈限值0.5%为避难硐室控制水平,100人避难硐室最小供风量不小于600 m3/h.

多孔并联式压风排水技术的研究及其在瓦斯抽采中的应用

针对下行钻孔在瓦斯抽采过程中积水排出难和排水效率低的问题,提出了一种多孔并联式压风排水技术。根据两相流理论得出压风排水适用的条件及排水管在钻孔内的最大允许长度,设计了基于"压风排水"的下行钻孔封孔工艺和多孔并联式的排水系统。在余吾煤业公司S2107高抽巷的应用表明:试验钻孔瓦斯抽采浓度最高可达71%,单孔平均瓦斯抽采纯量为0.078 m3/min,单孔平均瓦斯抽采纯量与普通抽采孔相比提高了3.39倍。该技术不仅解决了下行钻孔内积水难以排出的问题,还实现了封孔、排水和瓦斯抽采的一体化,提高了瓦斯抽采效果。

非胶结充填采场压风强化脱水实验与数值模拟

全尾砂非胶结充填是矿山经济高效的充填方式,如何实现采场快速有效地脱水是非胶结充填中最难解决的问题。研究压风强化脱水机理,根据相似原理建立采场压风强化脱水实验模型。通过实验探索压风强化脱水工艺参数,并得出压风强化脱水管参数,为矿山全尾砂非胶结充填压风强化脱水工艺提供理论指导。利用流体力学数值模拟软件FLUENT建立压风强化脱水数值分析模型,通过压风强化脱水数值模拟分析,揭示全尾砂非胶结充填压风强化脱水过程中气、水运移规律及强化脱水效果的影响因素,进一步验证全尾砂非胶结充填压风强化脱水的可行性。

压风供氧状态下避难硐室污染物分布特性及热舒适性研究

为确定井下避难硐室合理供风量,采用RNGκ-ε模型和SIMPLE算法,对某100人避难硐室压风供氧状态下,不同供风量、散流器布置方案、空载和载人时生存区的污染物净化时间、通风效率、污染物(CO,CO2)浓度场分布和人体热舒适性等进行了数值模拟分析,并与现场实测结果进行了对比。模拟结果表明,若硐室内CO体积分数偏高,供风量应不低于0.1 m3/(min·人),并配合使用净化药剂尽快去除;常规避难状态下,供风量减小至600 m3/h,配合局部通风措施,即可满足人员避险和热舒适性基本要求。

基于LabVIEW的压风机组状态监测及故障诊断系统设计

基于LabVIEW设计了压风机组状态监测及故障诊断系统,通过利用虚拟仪器灵活的编程语言和强大的数据处理分析功能对系统状态信号进行采集、显示、处理分析及存储,进而实现故障诊断。介绍了系统软、硬件的功能与设计,对所涉及关键技术进行了研究。通过仿真实验表明所设计系统可实现对压风机组常见故障的监测及诊断功能。