井下移动热源对深部巷道风流环境影响研究

为探究深部巷道内移动热源对巷道风流环境的影响,以新城金矿为工程背景,对深部某中段运输巷道进行风温风速监测,通过现场调研和理论公式计算新城金矿深部巷道燃油设备放热量,基于Fluent有限元软件,模拟不同风流情况下移动热源的动态响应,分析移动热源对深部巷道风流环境的影响。结果表明:监测段巷道平均风速为1.91 m/s,平均风温为33.38℃;热源在顺风移动时对前端和尾部风温均产生影响,风温随距离增加逐渐减小,在热源前端15 m处趋于稳定,稳定风温为33.75℃,并在热源尾部2 m范围内持续产生高温;热源逆风移动时仅对尾部风温产生影响,风温在热源尾部0~20 m逐渐变小,并在热源尾部20 m处趋于稳定,稳定风温为34.12℃;热源逆风移动时对风流的影响范围比顺风移动时大,逆风移动时风温比顺风移动时高0.37℃。

不同碳酸钙钙源对CFPK加固风积沙的影响

仿岩溶碳酸氢钙(CFPK)溶液是一种环境友好型固沙材料,碳酸钙钙源对CFPK溶液的制备及其特性有重要影响。为了给CFPK在固沙方面的推广应用提供参考,选择分析纯碳酸钙、生物碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙4种材料作为制备CFPK溶液的碳酸钙钙源,通过化学试验、力学试验、X射线衍射试验和扫描电镜试验等,分析了不同碳酸钙钙源制备的CFPK溶液的固沙效果。结果表明:1)4种碳酸钙钙源制备的CFPK溶液在反应达到平衡时,电导率和钙离子浓度基本相同,即钙源对碳酸氢钙溶解度影响很小,但是反应速度差别明显,其中重质碳酸钙的反应速率最快、生物碳酸钙的反应速率最慢;2)不同碳酸钙固化沙的表面强度、抗风蚀能力差异明显,重质碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力大于其他3种碳酸钙的,生物碳酸钙固化沙表面强度和抗风蚀能力最小;3)4种碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体矿物成分基本相同,主要为方解石,但不同碳酸钙钙源在固化沙中生成的碳酸钙晶体的含量和形态有所不同,分析纯碳酸钙生成的碳酸钙晶体主要为六面体方解石,其他3种碳酸钙生成的碳酸钙晶体以薄片状为主,其中重质碳酸钙生成的碳酸钙晶体尺寸大、高度聚集、致密性高,因此重质碳酸钙作为钙源的固沙效果最好,建议选用重质碳酸钙作为制备CFPK溶液的钙源。

角联通风网络风阻特性

为了分析角联通风网络风阻特性.提出了通风网络等效变换定义及求解方法—风压源效应叠加准则,推导了三角形—星形等效变换公式,将角联网络等效变换成简单串并联网络,并对等效变换前后网络通风参数进行网络解算、分析了等效变换精度.系统分析了角联风阻特性,提出了角联分支最佳风阻概念,研究结果表明:角联网络总风阻随角联分支风阻增大依次存在一个递减区间和递增区间.

矿井火灾时期火源分支巷道风阻变化趋势试验研究

为解决火灾时矿井巷道风阻不易获取的问题,根据热力学、流体力学和通风学理论,推导矿井火灾期间火源分支巷道风阻变化与火灾产生的CO_(2)体积分数之间的关系。结果表明,在矿井火灾时期,火源分支巷道风阻与火灾产生的CO_(2)体积分数存在线性关系。基于搭建的小尺寸矿井火灾模拟试验系统进行下行通风斜巷试验,测定火灾后巷道风阻随CO_(2)体积分数的变化。试验结果与理论式计算结果相吻合。

土壤风蚀机理的研究

阐述了土壤风蚀研究的历程及产生风蚀的根源是来自于农田和退化草地,论述了风蚀产生的原因、过程及影响风蚀的主要因子。由风蚀的研究历程可知:风蚀研究经历了定性描述、动力学试验分析及定量模型研究3个阶段。目前,风蚀科学的研究体系已初步形成,研究内容包括风蚀动力学、风蚀因子、风蚀模型、风蚀防治、风蚀环境效应、风蚀评价及研究方法论等。

基于抖振分析的分幅式斜拉桥施工期抗风措施研究

以分幅组合梁斜拉桥泉州湾跨海大桥为工程背景,分析了施工期最大单悬臂状态和最大双悬臂状态下结构的动力特性,通过模拟桥址区主梁和桥塔的脉动风场,风荷载的时域化,实现了大跨分幅组合梁斜拉桥施工期最不利工况下的抖振时域分析,并针对性地提出有效制振抗风措施。研究表明:泉州湾跨海大桥在施工期设计风速下不会发生分幅主梁相互碰撞;相比设置抗风索的制振措施,将主梁与墩旁托架临时固结的方式更为有效。

对流条件下架空导线载流-温度分布热路模型构建

由于架空导线径向温差的存在,仅仅以监测得到的架空线路表层温度表征导线温度,为线路安全运行埋下隐患。为此,本文根据架空导线内部导体结构特征,借鉴热电比拟思想,提出了导线内部温度分布热路模型,并确定了分布接触热阻和分布内热源的计算方法;为验证模型精度,设计并搭建升流实验系统和风洞测温实验平台,以LGJ240/30mm^2导线为例,对自然对流条件和强制对流条件下的模型计算结果进行实验验证和分析。验证结果表明:自然对流条件下,各层导体温度的平均相对误差为4.6%,强制对流条件下各层导体温度的平均相对误差仅为1.54%;径向温差的计算精度高于IEEE标准模型。

井下巷道-矿车系统风流扰动特征规律实验研究

针对井下巷道-矿车系统易造成巷道风流紊乱、影响矿井通风系统安全稳定性的问题,建立巷道-矿车系统风流扰动模式及影响因素体系,提出表征巷道-矿车系统的风流扰动特征的关键参数,包括巷道扰动风阻、阻塞比、矿车位置,推导矿车运行至巷道不同位置时巷道-矿车系统扰动风阻计算公式,研究巷道风速、阻塞比与巷道风阻的关系。研究结果表明:矿车在巷道中顺风行驶的速度大于风速时,巷道-矿车系统对通风系统进行增压调节;当矿车逆风行驶时,巷道-矿车系统的风阻随着矿井通风系统供风量的增大而减小,最大扰动为矿车驶出巷道时刻,阻塞比与巷道风阻呈现线性递增关系;此外,小风速、小断面巷道运行的矿车对巷道-矿车系统的风阻影响较大,模型求解结果与实测数据的最大误差为6.84%。研究结果可为矿井通风系统的智能化调控提供理论依据。

风电场经VSC-HVDC并网故障穿越协调控制策略

近年来基于电压源换流器的高压直流(VSC-HVDC)输电技术发展迅速,为保证电网安全运行,经VSC-HVDC并网的风电场必须具备故障穿越能力。文中研究风电场经VSC-HVDC并网时的故障穿越能力,针对并网点故障换流站传输有功降低使得交流系统和直流系统功率不平衡,造成直流电压迅速升高影响系统运行的问题,设计了一种基于传统耗能电阻电路而改进的耗能电阻拓扑结构。当电网侧发生故障时,通过投入耗能电阻吸收功率差额并且结合风电机组进行协调控制,使得VSC-HVDC风电并网系统能够顺利平稳地穿越故障。最后,在PSCAD/EMTDC搭建基于VSC-HVDC的风电场并网模型,验证了所提方法的有效性。

哈拉沟煤矿通风阻力测定及优化研究

矿井通风阻力是井工矿井通风状况的重要参数,为了解矿井通风阻力大小和分布状况,找出其通风系统中通风阻力较大的区段和地点,以哈拉沟煤矿为例,按照实际情况在主要风路上共布置19个测点,利用气压计基点法实测了井巷风量及风阻值;针对测定结果进行了可靠性校验和阻力分布分析,并从扩大局部通风断面、增加并联风路、改造进风立井、实施降阻减压措施、优化通风系统5个方面提出了优化意见。

基于风阻参数测定对通风系统的优化改造

为解决随着矿井生产存在的风量不足、风阻较大的问题,以105107综采工作面为研究对象,在分析其地质、瓦斯、水文等情况的基础上,对其通风现状进行综合分析,并针对新增回风立井和通风设施两个层面提出优化改造措施,为后续该矿井的可持续发展奠定扎实的基础。

长距离巷道贯通通风系统精准调整技术探讨

采用矿井摩擦阻力原理和通风网络中串联、并联风量分配基本规律,精确计算确定长距离巷道贯通后的需要风量,估算贯通后巷道瓦斯浓度,以达到准确分配巷道风量,避免瓦斯超限事故发生。1302北底抽巷长2157 m,贯通后计算风量为1532 m^(3)/min,实测风量为1759 m^(3)/min,相差13%;贯通后巷道回风瓦斯浓度估算值为0.79%,实际瓦斯浓度为0.72%,相差9%。

煤矿巷道通风功能失效机理及规律分析

通风系统对于保障井工煤矿的安全生产至关重要,为应对矿井巷道通风功能失效造成的各种危害,本文首先针对巷道通风功能失效的机理展开分析,对失效3个阶段的失效模式展开分析,进而利用基于失效风阻值的失效判别准则,得出巷道风阻值常规变化规律曲线并展开分析,最后对矿井通风管理部门的通风失效管理提出合理化建议。

多区域均衡通风系统的优化设计

为解决随着工作面的不断推进和深入通风能力和效率无法满足实际通风量需求的问题,分析了当前通风系统所存在问题,分别采取更换主通风机和对下组煤通风系统进行优化的基础上实现对矿井多区域均衡通风系统的优化改造,进而保证通风系统能够满足实际生产需求,为保障综采工作面的安全、高效生产奠定基础。

巷道水膜除尘技术除尘效果模拟

为了有效控制巷道内煤尘的运移扩散,降低矿井煤尘危害,设计了巷道水膜除尘装置,通过水膜的吸附和阻挡作用达到净化风流的目的。同时根据铜川徐家沟煤矿530运输机巷内水膜实际布置情况,建立了数学模型,对该装置的除尘效果进行了模拟研究,结果表明:网帘孔径是影响除尘效果的关键因素,孔径越小,除尘效果越好,但对巷道内风阻的影响越大。因此,需根据巷道实际情况确定合理的孔径尺寸,针对实验巷道的实际情况,确定了最佳孔径为1.6 mm,水膜除尘装置对应除尘率高达94.9%,能够有效降低巷道内煤尘浓度,且水膜前后风速变化仅为0.042m/s,对巷道内风阻变化影响较小。

主要运输机巷水膜除尘技术研究及应用

为了有效控制巷道内煤尘的运移扩散,降低矿井煤尘危害,通过在巷道内悬挂一定孔径的网帘,并在网帘顶部设置喷淋装置,喷淋水在网帘细孔上形成大断面水膜,利用水膜的吸附和阻挡作用达到净化风流的目的;同时依靠喷淋水的冲刷作用,清洗网帘上滞留的煤尘,达到巷道内有效控尘的目的。针对徐家沟煤矿主要运输巷道的实际情况确定了最佳水膜孔径并进行了试验研究,试验结果表明:水膜除尘系统对全尘除尘率最高可达到95.5%,平均为88.3%;呼尘除尘率最高达到94.2%,平均为85.2%;且水膜除尘系统对巷道内风阻变化影响较小。该方法操作简单,适用性强,具有广泛的推广应用价值。

增阻法调风在掘进工作面过老巷中的应用

高庄煤业有限公司1112运输巷在掘进过程中将揭露原1110材料巷老巷,为了保障揭露期间的气体安全,防止老空区内有毒有害气体溢出伤人事故的发生,该公司结合井下现场实际情况,采取提前构筑增阻设施、超前打钻探测、救护队员及瓦检员现场跟班等一系列措施,增大工作面迎头处风压,使揭露地点风压始终处于进风状态,从而消除了在揭露老巷时老空区内气体溢出伤人的安全隐患,同时通过延接风筒排放气体使老空区内的O2浓度由4.3%上升至20.9%,其它有毒有害气体的浓度也降低至规程规定浓度以下,实现了揭露期间气体的安全管控,保证了工作面的正常生产掘进。

考虑内部构件影响的超大型冷却塔内压系数研究

对具有不同内部构件的超大型双曲冷却塔的内表面平均风压进行了CFD数值模拟。在计算流体动力学软件基础上进行二次开发,通过采用施加源项的方法,实现了对超大型冷却塔空塔及有十字挡板、填料及雨区阻力时的内表面平均风压分布的模拟;研究了冷却塔内部各主要构件对冷却塔内压的影响,得到了各工况下塔内外的绕流特性以及不同高度截面的内表面平均压力系数,并从机理上分析了内压曲线分布特性;研究结果与规范及试验结果吻合良好,指出了我国规范对内表面压力系数的取值不完善之处,得到了内压的建议取值。