综采面排尘风速及颗粒轨迹的数值模拟

矿井高浓度粉尘是引起尘肺病的主要原因,巷道排尘风速设置不当会导致呼吸性粉尘向司机处逸散。为了有效降低粉尘浓度,以某煤矿综采工作面为研究对象,依据气固两相流理论,建立三维模型,利用Fluent软件对综采工作面风流场和粉尘分布进行数值模拟,主要研究了不同风速下巷道各垂直截面、水平剖面的风流场以及在作业区、巷道、回风巷附近位置不同粒级颗粒的分布情况。研究结果表明,顺风割煤作业时,通风速度在1.75 m/s时为最佳排尘风速,在此风速下,综采面风流场稳定,风流向人行道扩散的趋势不明显;采煤巷道从采煤区至回风巷附近颗粒运移迹线呈现从密集到稀疏的趋势,采煤机附近作业区1~10μm粒级粉尘颗粒约占36%,此粒级粉尘治理难度大,应作为重点治理目标。

高原环境下矿井最低排尘风速的数值模拟

为降低高海拔矿井开采过程中的粉尘污染,改善通风除尘效果,减少矿井粉尘对作业人员的危害,依据圆管湍流特征对井巷风流分布规律和粉尘受力情况进行分析,建立了最低排尘风速的理论模型;并根据海拔上升导致的环境参数改变,对排尘风速的变化进行定量分析。根据实测结果,以拉萨市甲玛矿4490分层6号探矿巷为研究背景,采用Soildworks和ANSYS建立掘进工作面通风除尘模型。在风流流场模拟的基础上,对不同海拔高度下各粒径的粉尘运动轨迹进行数值模拟研究。结果表明,粉尘在风流的携带作用下向前扩散,粒径越小,扩散距离越远;当海拔上升环境参数改变后,粉尘颗粒的受力情况发生变化,运动状态也随之改变。在相同风速条件下,当海拔升高后,颗粒沉降速度增大,扩散距离变短,风流中粉尘质量流率下降,特别是呼吸性粉尘;0.25 m/s的风速难以将呼尘全部携带排出工作面,存在二次飞扬的可能,所以高原环境下的排尘风速应随环境参数变化进行调整。因此,为了将作业过程中产生的呼尘排出工作面,对各个海拔高度不同风速下的工作面沿程呼尘质量浓度变化进行分析,得到了不同海拔高度的最低排尘风速。将模拟得到的风速值与理论模型进行比较分析,误差均在3%以下,所以该模型可用于确定不同海拔高度的最低排尘风速,以便于高原矿井需风量的准确计算。

井巷通风最小排尘风速的理论研究

本文从流体力学角度分析了井巷风流特征及矿尘受力,并推导出了最小排尘风速的计算公式。

综采面风流参数对单-双尘源耦合粉尘运移规律影响及治理技术研究

综采工作面一直以来都是煤矿粉尘污染的重灾区。为解决综采面粉尘污染问题,通过建立高度仿真综采面三维模型,利用Fluent软件模拟分析了不同风速条件下综采面单一尘源及单-双尘源耦合条件下各尘源点扩散粉尘分布规律。通过对比分析模拟结果,获取综采面最优排尘风速,并以此为依据提出相应的综采面控除尘措施。研究成果可指导矿井前期通风布局设计及开采过程中综采、综放面粉尘治理,对创建安全绿色矿井具有重要意义。

基于FLUENT的大倾角综放面通风降尘系统

针对大倾角综放工作面倾角大、风流运动多变导致通风系统复杂、最优排尘风速难确定等问题,基于气固两相流动理论,建立大倾角综放工作面仿真模型.通过FLUENT软件进行数值模拟,研究了不同通风方式下综放工作面风流运动规律和粉尘分布、上行通风与下行通风的降尘机理及大倾角综放工作面的最优排尘风速.结果表明：上行通风时,人行道空间的沿程粉尘质量浓度为1200~1 600 mg/m3;下行通风时,人行道空间的沿程粉尘质量浓度为460~600 mg/m3.下行通风方式更加适用于大倾角综放工作面.最优排尘风速为2.5~2.8 m/s,入口风速不宜超过3.0 m/s.对比工作面现场实测粉尘质量浓度与数值模拟分析可知,二者结果较为一致,验证了数值模拟结果的可靠性与准确性.研究结果可为大倾角综放工作面采取有针对性的防尘措施提供理论指导.

下行风降尘探讨

在采区通风设计中,除考虑稀释瓦斯、排除有害气体、降温等作用外,减轻采场粉尘危害也是通风设计须充分注意的.特别是采煤机械化程度较高的矿井,煤体干燥、顶板水又小的采区或采煤面,预防粉尘危害尤为重要,现仅谈谈下行风降尘的问题.

浅论兴源矿综采工作面综合防尘的必要性

综采工作面是煤矿最主要的产尘点之一。随着机械化综采程度的不断提高,巷道断面的不断加大,采用单一的降(除)尘技术和措施越来越不能满足生产的需要。本论文的论题是综采工作面的综合除尘设计。它主要讲采掘机截割粉尘的成因及控制方法的研究。论文从综采工作面粉尘的构成入手,确定了综采工作面粉尘产生的根源---截割产尘.通过对截齿破煤机理,煤层性质, 截齿类型与参数,工作机构结构与参数,综采机工作方式等方面的研究,以及对大量的粉尘检测数据的收集,分析,建立了综采机截割粉尘间的关系。

综合防治矽尘危害的措施与经验

柿竹园有色金属矿是一个开采钨、钼、铋、铅、锌、硫等多种矿产品的金属矿山。矿岩中二氧化硅的含量为46％,粉尘分散度大,对人体危害性最大的φ5μm以下的粒级占30％,属于矽尘危害大的矿山。60年代以前,由于对防治矽尘危害的认识不足,重视不够,措施不力,粉尘合格率仅达65％,矽肺病发病率高,不少青壮年生产骨干因此而丧生。1964年以后,加强了通风防尘工作。

腊子沟金矿通风系统优化及可靠性分析

腊子沟金矿存在通风系统风量不足、风机安装及选型不合理、风机漏风严重、新风和污风串联、污浊风流循环使用等问题。从矿井总风量、通风方式、机站设置和风机选型几个方面对腊子沟金矿通风系统进行了优化。优化后通风系统总风量为45.36 m^(3)/s,通风方式调整为单翼对角抽出式通风,主扇型号为DK45-6-№16,辅扇为K40-4-№15。经检测,新系统主辅扇实耗功率为134.91 kW,主扇效率为71%,辅扇效率为60%;系统能迅速排出井下爆破作业产生的有毒有害气体,井下最高风温为25.1℃。优化改造后的通风系统稳定可靠。

浅谈云锡矿井通风方法

积云锡40年矿井通风探索、研究和实践的经验,对复杂的矿井通风提出了一整套方法。诸如:选用新型节能风机建立分区通风系统;以压为主、正压排氡通风;因地制宜、因时制宜的抽出式通风和以压为主压抽混合通风等。

原煤暗道通风除尘特征参数的数值模拟及优化

为了掌握输煤过程中原煤暗道粉尘运移扩散规律,确定最优排尘风速,进行通风除尘系统优化改造研究。以中煤平朔木瓜界选煤厂133暗道为研究背景,根据气固两相流理论,利用离散相模型对原煤暗道空间粉尘浓度进行了数值模拟,并与现场实际分布情况进行对比分析,模拟结果与实测数据基本一致。研究结果表明,暗道空间内皮带机尾及导料槽出口处粉尘浓度较大,并以给料机及机尾为中心径向逐步降低;最优排尘风速为2 m/s时,粉尘浓度下降幅度能达到97.2%,降尘效果显著,暗道空间内粉尘浓度保持在4 mg/m3以内。