基于BP神经网络的煤矿综掘面风流智能调控模型研究

煤矿综掘面传统的通风系统智能化程度低,风筒出风口风流状态无法根据实际通风需求来进行连续动态调控,易造成巷道内瓦斯和粉尘聚集严重,影响掘进面安全高效开采,危害工作人员的身体健康。为提高掘进工作面通风智能化、精细化管理水平,以陕西神木柠条塔矿S1202综掘面为研究对象,利用数值模拟试验数据作为训练样本数据,建立了基于Adam(适应性矩估计)算法优化BP(反向传播)神经网络的煤矿综掘面风流智能调控模型;由实时监测数据驱动该模型输出调控方案,通过自主研制的出风口风流智能调控装置对风流进行连续动态精准调控;在物理实验平台和井下分别进行了模型调控效果测试,其中在物理实验平台以一个截割循环为单位,验证了模型连续调控的效果,在井下验证了单方案的降尘效果。结果表明,模型能够根据粉尘和瓦斯浓度实时监测数据实现风流智能调控,有效优化风场分布,降低瓦斯和粉尘浓度。

煤矿综掘面降尘技术研究

针对煤矿综掘面现有降尘技术存在降尘效率低、成本较高、降尘效果较差、环境污染严重等问题,通过对煤矿综掘面粉尘特点和传统降尘方法进行分析,对比现有降尘技术的优缺点,提出了一种螺旋式雾化降尘新技术。基于螺旋式雾化机理搭建了螺旋式雾化喷嘴的物理模型,使用流体动力学仿真软件CFD对雾化特性进行数值模拟研究,分析了喷雾压力和不同螺旋角对流场的影响。结果表明:雾化颗粒的轴向速度随着喷雾压力的不断增大而增加;当雾化压力不变时,液滴的运动速度随喷嘴螺旋角的增大而减小;降尘技术降尘效果良好,大大降低了除尘成本,对于改善综采工作面环境具有重要的应用价值和意义。

南岭矿5207运输巷综掘巷道通风除尘技术实践

掘进工作面粉尘危害极大。设计了适用于综掘面条件的湿式除尘风机和附壁风筒通风除尘系统。掘进机司机位置总粉尘质量浓度从421.1 mg/m^(3)降低到了18.4 mg/m^(3),呼吸性粉尘质量浓度从209.5 mg/m^(3)降低到了8.5 mg/m^(3),降尘率分别为95.6%和95.9%;除尘风机出风口后5 m全尘和呼尘质量浓度分别降低至6 mg/m^(3)和3.1 mg/m^(3),呼尘和全尘降尘率分别为98.1%和97.8%,达到了国家对粉尘治理的标准规定。

出风口距离调控对掘锚一体机工作面粉尘控制与流场特性的影响

粉尘污染是智能化快速掘进系统急需解决的问题。针对煤矿综掘工作面通风系统气流分布不合理、粉尘聚集严重等问题,选取出风口距掘进工作面的距离作为调控变量,结合气固两相流数学模型,研究压入式风筒出口距掘进头不同距离时的粉尘运移规律。结果表明:出风口距掘进工作面较近时,巷道前部的气流场紊乱,除尘风筒无法发挥最佳的除尘效果;出风口距掘进工作面较远时,大量粉尘在气流的携带下扩散到巷道后方;出风口距掘进工作面8~18 m时,掘锚一体机前部流场结构和控尘效果较好。

支路风筒布局对掘锚一体机粉尘运移规律影响研究

随着掘锚一体机理论与装备技术的发展,煤矿“采掘失衡”难题逐渐解决。但是综掘工作面大多采用传统通风除尘方法,高强度截割导致粉尘危害严重。为了从粉尘源头位置减少掘进截割粉尘的扩散,提出通过增加支路除尘风筒的新方法以改善掘进工作面的粉尘高浓度状况。利用数值模拟方法研究了不同数量的支路风筒对掘进巷道流场结构、粉尘运移状态和浓度等粉尘特征参数的影响规律。结果表明:单一较大横截面积的风筒能有效吸收从掘进机上方流向巷道后方的粉尘;支路风筒可以有效吸收所处位置的粉尘,阻止粉尘颗粒从掘进机两侧向巷道后方扩散。