宝欣煤矿快速掘进工作面附壁风筒分风控尘技术研究

为改善宝欣煤矿快速掘进工作面粉尘治理效果,以3209胶带巷为工程背景,综合运用工程类比、数值模拟、实地监测等手段,进行附壁式风筒通风除尘技术设计及应用研究。结果表明:螺旋出风式出风口最佳宽度0.5 m,径向出风式出风口最佳宽度0.05 m,最佳径轴向出风比为1∶2,径向出风式附壁风筒控尘效果更为理想。工业实践后有效将工作面掘进司机处粉尘质量浓度控制在2.5 mg/m^(3)以下,取得了良好的除尘效果。

附壁风筒出风口参数对掘进工作面控尘效果的影响

为明确径向出风式附壁风筒出风口宽度、径轴向出风比对综掘工作面控尘效果的影响,以冯家塔煤矿某综掘工作面为原型,运用FLUENT软件,对建立的长压短抽式通风综掘巷道模型进行数值模拟,并对模拟结果进行现场验证。结果表明:保持压抽比为1.3,径向出风口长为0.8 m时,随着出风口宽度增加,巷道空间内的粉尘浓度先减小随后增大,改变出风口宽度,当出风口宽度为0.05 m时,司机处粉尘浓度降至100 mg/m^(3),距掘进工作面20 m巷道内基本无粉尘,控尘效果最佳;保持最佳出风口宽度为0.05 m,随着径轴向出风比变小,巷道内粉尘浓度先减小后增大,当径向轴向出风比为1:2时,粉尘被集中控制在负压抽吸区,掘锚机司机位置处粉尘浓度降至1.2 mg/m^(3),此时径向出风式附壁风筒控尘效果最佳。

综掘工作面附壁风筒通风控尘试验研究

为研究综掘工作面附壁旋流通风的原理,建立了附壁旋流通风控尘试验模型,结合粒子图像测速系统(PIV系统)和烟雾测试试验,研究该通风方式下风流流场的特性和粉尘扩散规律,揭示附壁旋流通风对工作面有害物的控制作用机理,最终确定最佳吹吸流量比。结果表明:附壁旋流通风控尘效果取决于轴向风幕与径向风幕的协同作用;流场分析试验中,吹吸流量比过小,在巷道断面条缝口射流气流衰减明显,运动状态容易受相邻射流影响产生扰动,整体断面流场并不均匀;吹吸流量比过大,则会导致吸风口附近粉尘被送风吹散,使得粉尘逃逸,偏离吸风口,抑制了排尘效果。控尘试验中,采取附壁旋流送风方式能大幅改善系统控尘能力,粉尘绝大部分被集中在吸风口附近,司机处及巷道可以得到很大程度的净化;当吹吸流量比为0.8时,附壁旋流通风控尘效果最好。

附壁风筒径向流量比及抽尘距离对综掘工作面隔尘风幕的影响

为明确附壁风筒径向流量所占压风总量的比例及抽风筒的抽尘距离对综掘区域隔尘风幕形成及隔尘效果的影响,以蒋庄煤矿3下610综掘工作面为研究对象,运用Ansys CFD软件对附壁风筒径向流量比例为50%~90%、抽尘距离为2~5m条件下的风流运移及粉尘逸散情况进行数值模拟分析。结果显示,径向流量比例的增加、抽尘距离的降低,有利于在综掘区域形成有效隔尘风幕。针对3下610综掘工作面及与其生产条件相似的其他煤矿综掘工作面,当径向流量比例为80%、抽尘距离为2m以及径向流量比例为90%、抽尘距离为2~3m时,能够形成有效隔尘风幕并将高浓度粉尘阻隔于距迎头7.5m以内的空间范围内。现场实测数据表明,风流运移模拟结果与风流实测结果基本一致、风流流速平均相对误差低于13%,模拟结果较为准确。最优风幕参数条件下,距迎头7m实测断面处,平均总尘浓度降至18.6mg/m3,平均呼尘浓度降至8.1mg/m3,隔尘效果较为明显。

掘进巷道中长压短抽条件下附壁风筒的实验研究

为了解决掘进巷道中粉尘浓度的污染问题,采用了附壁风筒配合长压短抽的通风方式,利用相似实验方法构建实验模型,对掘进工作面的流场和粉尘场的空间分布规律进行了研究。结果表明:附壁风筒配合长压短抽的通风方式,能够在巷道端头形成一种有效防治粉尘扩散、旋转前进的屏蔽流场,而压抽比与抽风风筒位置则是影响附壁风筒流场屏蔽效果的关键。在相似实验条件下,确定了在压抽比1.2,抽风风筒位置距掘进面1.3 m、高度1.2 m、巷道中心位置时,能够将粉尘有效控制在距掘进端头2 m的范围内。

附壁风筒提高收尘率的实践

1 引言 随着煤矿机械化水平的日益提高,矿井开采强度加大,采用机械化掘进的巷道不断增加,产尘量急剧上升,煤巷机掘面的粉尘浓度一般达1～3g/m^3,个别达6g/m^3。粉尘的危害严重地影响到矿工的身体健康和矿井安全。根据国内外实践,采用长压短抽通风除尘系统,对工作面的含尘空气进行净化是机掘面高效降尘的重要途径。而收尘是除尘的必要先决条件,为了提高收尘率,在压入式风筒出风处,采用附壁风筒,利用其附壁效应使压入风流在工作面附近形成一道气幕。

利用附壁风筒延长射流射程进行通风的模拟试验

通过模型巷道模拟试验,探讨了在无底柱分段崩落采矿法采场进路中,用半圆形附壁风筒(代替普通圆形风简)的风流结构,包括边界特性、压力、轴心速度、断面上速度、流量、动量、射程等变化规律。结果表明,射流的射程增长,且射程增量与附壁风筒的长度有关。

基于附壁风筒的综掘工作面除尘技术研究进展

为了提高煤矿综掘工作面粉尘治理效果,改善综掘工作面工作环境,首先介绍了控尘技术的工作原理及发展历程,论述了控尘技术为适应我国煤矿条件在工艺参数、设备轻量化等方面的改进研究;然后对煤矿广泛使用的湿式、干式除尘器的工作原理、技术特点、优缺点进行了全面的对比分析,为不同地质条件巷道除尘器的配置提供了参考依据。通过对17套井下干式除尘器的初始使用情况和长期使用情况进行调研,发现控尘技术在巷道粉尘治理中起着重要作用,配置有控尘技术的巷道,其总除尘效率可达96%~98%,呼吸性粉尘除尘效率可达93%~95%;而在未配置控尘技术的巷道,其总除尘效率降至76%,呼吸性粉尘除尘效率降至71%。调研发现控尘工艺与当前通风规程相冲突,控尘设备移动困难、操作复杂等因素是影响煤矿综掘工作面粉尘治理效果的主要原因。最后结合工程经验及当前技术的发展趋势,提出了煤矿综掘工作面粉尘治理的建议,包括:开展控尘工艺对煤矿巷道通风安全的影响研究及评价,消除通风规程与控尘工艺的冲突;开展巷道通风除尘工艺参数的在线检测监控系统研究,为控尘工艺在巷道中持续安全运行提供技术支撑;开展个体及巷道粉尘浓度连续在线监控,加强巷道粉尘治理水平的监控;将粉尘治理水平纳入管理考核体系,加强粉尘治理观念及管理。

综掘巷道湿式除尘器配合附壁风筒除尘的实践

文章分析了王庄煤矿掘进工作面6206运巷在掘进机内、外喷雾的基础上,再实施湿式除尘器配合附壁风筒进行通风降尘。经过二次除尘,达到了从源头上防尘的目的。并且设备操作简单,使用方便,降尘效果良好,具有广泛的应用前景。

附壁风筒条缝参数对综掘工作面控尘效果的影响

为明确附壁风筒条缝位置、宽度和压抽比对综掘面控尘效果的影响,运用FLUENT软件对建立的长压短抽式通风综掘巷道模型进行数值模拟。结果表明:随着附壁风筒条缝与迎头距离增大,巷道空间粉尘浓度先减小后增大,当条缝距迎头13 m时,旋流风幕将粉尘集中控制在迎头6 m范围内,综掘机司机处粉尘浓度下降到120 mg/m3,风幕控尘起效;条缝宽度会影响旋流分风的风速,条缝越宽,旋流风速越大,但条缝宽度超过0.1 m时,反而会抑制旋流风幕控尘作用,当条缝宽度为0.05 m时,抽风筒口积聚的大量粉尘被抽离巷道,综掘机司机不受粉尘干扰;随着压抽比变大,巷道内粉尘浓度先减后增,压抽比为1.0时,压风筒高速射流被抽风筒全部吸收,粉尘被有效控制在迎头,巷道无粉尘扩散,控尘效果最佳。

综掘面附壁风筒的优化设计与应用

为提高综掘面附壁风筒分风控尘的效果,采用文献研究法,分析得出影响附壁风筒的设计因素,并据此进行了优化设计。采用数值模拟与现场实测的方法,对优化设计的合理性进行了验证分析。数值模拟表明:轴径向出风比为1∶3、距工作面15 m时,优化后的附壁风筒可形成厚度为1.9 m的控尘风幕,司机位置粉尘浓度从1170 mg/m^(3)降低到125 mg/m^(3)。现场应用表明:应用优化后的附壁风筒,司机处总尘、呼尘平均降尘效率分别提高了24.7%、26.9%,工作环境显著改善。

掘进工作面附壁风筒控尘特性研究

掘进工作面是矿尘产生的主要区域。附壁风筒通过分风降速形成隔断空气幕,可有效控制粉尘。本文基于气尘两相耦合物理模型分析了中小掘进工作面附壁风筒控尘效应。研究表明,附壁风筒可将高浓度粉尘控制在掘进工作面前狭小空间,最高粉尘浓度可达常规风筒的5.65倍,附壁风筒在风筒出口附近控尘率最高,进风侧自上而下控尘率逐渐降低,回风侧控尘率呈现相反规律;当附壁风筒距掘进工作面3~5 m时,掘进工作面二次扬尘及后方的旋涡区逐渐消失,巷道内粉尘浓度被控制在50 mg/m^3左右,控尘效果最佳。现场实践表明,采用附壁风筒后,中小掘进工作面除尘风机在掘进机司机处和回风侧的除尘效率分别提高了29.4%和36.1%,控尘、除尘联用效果显著。

附壁风筒和除尘器在混合式通风系统中的使用

介绍波兰煤矿平巷掘进中采用混合式通风方式防治粉尘危害的工作原理。详细论述了附壁风筒与除尘器的配套使用及经改进后与局部通风机配套的附壁风筒的工作原理。指出了该系列装置的优点。

煤巷综掘工作面附壁风筒封闭式除尘系统应用

为解决一采区轨道巷综掘工作面粉尘问题,应用了附壁风筒封闭式除尘系统。检测结果表明:封闭式除尘系统可实现与掘进机的同步推进,具有体积小、易操作、寿命长、成本低、能耗小的特点;应用后,掘进机司机作业点全尘浓度下降了9&7%,呼吸性粉尘浓度下降了98.2%。

基于附壁风筒的快速掘进工作面粉尘治理技术研究与应用

小窑头煤业13#煤层快速掘进工作面粉尘浓度超标威胁生产安全,以81304运输顺槽掘进为背景,通过数值模拟、实地监测等研究手段,研究不同附壁风筒参数条件下工作面粉尘运移规律,结果表明,采用径向式附壁风筒控尘效果显著,保障了掘进工作面的安全高效生产。

掘进工作面双附壁环形风幕除尘系统模拟及实验研究

为改善宝欣煤矿综掘工作面粉尘治理效果,以3209胶带巷为工程背景,综合运用工程类比、数值模拟、实验室实验等手段,进行双附壁环形风幕控尘技术设计及实验研究,结果表明:最佳控尘风幕的出风初速度为30 m/s,最佳附壁叶片角度为30°,通过搭建双附壁环形风幕控尘试验平台,全尘、呼尘的控尘效率均达到95%以上,验证了该控尘技术的有效性和可行性,为井下除尘提供了技术支持。

柔性附壁风筒辅助降尘技术在葛泉煤矿的应用

介绍了柔性附壁风筒的结构和作用,将这种风筒在葛泉矿11912运输巷掘进工作面应用后,取得了良好的辅助降尘效果:柔性附壁风筒与高压添加剂喷雾配合使用时,使高压添加剂喷雾的全尘平均降尘效率提高了11.86%;与除尘风机配合使用时,使除尘风机的全尘平均除尘效率提高了13.78%。

附壁风筒对掘进工作面通风除尘的促进作用

为改善掘进工作面粉尘治理效果,在原长压短抽式通风除尘系统中加入附壁风筒,利用CFD对加入前后的迎头风流场和粉尘空间分布进行模拟解算对比,并以实测数据进行验证。研究表明:在附壁风筒的旋流分风作用下,迎头前端大部分区域风速由5~10 m/s降低至1 m/s以下,风流流场分布更为均匀稳定,避免了漩涡风流的出现,在司机前方形成的风幕可将高浓度粉尘封堵在迎头5 m内区域,提高了喷雾和除尘风机对粉尘的收集和净化效率,粉尘实测数据显示司机处降尘率提高了13%。

通风除尘系统中附壁风筒的发展与探讨

分析了国内外在综掘工作面混合通风除尘系统中使用附壁风筒除尘技术的研究发展及应用现状,评述了新型附壁风筒特点及应用情况,并结合我国综掘工作面的现状,对附壁风筒的安装、配套等问题进行了探讨,为其今后的研究发展提供了依据。

基于附壁风筒联合湿式除尘器的综掘工作面粉尘控制技术

针对陈四楼煤矿21007综掘工作面的生产强度和粉尘治理现状,提出在原有除尘措施基础上运用湿式除尘器联合附壁风筒的粉尘控制技术。附壁风筒的旋流作用可以有效减少综掘工作面粉尘扩散,并提高自激式水浴水膜除尘器对工作面含尘气流净化程度。现场应用数据显示,掘进机司机处除尘效率由60.7%提高到98%以上,除尘效果显著。