掘进面出风口风流与风幕调控下的粉尘分布响应曲面优化研究

作     者：龚晓燕 费颖豪 牛虎明 陈龙 刘壮壮 李相斌 薛河 GONG Xiaoyan;FEI Yinghao;NIU Huming;CHEN Long;LIU Zhuangzhuang;LI Xiangbin;XUE He

作者机构：西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西陕北矿业有限责任公司陕西榆林719000 

出 版 物：《中国安全生产科学技术》 (Journal of Safety Science and Technology)

年 卷 期：2022年第18卷第12期

页      面：80-88页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51874235) 陕西省自然科学基础研究计划-企业陕煤联合基金项目(2021JLM-01)。 

主　　题：掘进面 风流调控 风幕调控 粉尘优化 响应曲面法 

摘      要：为了解决煤矿掘进面风筒出风口参数不能动态变化,而传统风幕全断面控尘效果不理想引起的粉尘浓度高等问题,通过分析风幕和出风口参数对粉尘分布规律的影响,以此得到合理的出风口风流与风幕综合调控方案,降低粉尘浓度。以陕西神木柠条塔煤矿N1212巷道为研究对象,利用Fluent软件建立出风口风流与风幕综合调控的粉尘场有限元模型,设计出风口风流及风幕综合调控响应曲面实验,得到最佳综合调控方案为:风幕射流出口宽度为0.16 m,风幕射流出口速度为6 m/s,出风口口径为0.9 m,出风口右偏角度为3°。搭建相似模拟实验平台来验证最佳综合调控方案,研究结果表明:调控后回风侧行人呼吸处和司机位置处粉尘平均浓度分别降低89%和81%,有效改善掘进面作业环境。