基于CFD-DPM方法的通风速度对煤尘扩散影响分析

作     者：李世民 LI Shimin

作者机构：山西煤炭进出口集团蒲县豹子沟煤业公司山西临汾041204 

出 版 物：《陕西煤炭》 (Shaanxi Coal)

年 卷 期：2024年第43卷第2期

页      面：27-33,43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] 

主　　题：矿井通风 煤尘 通风速度 气固两相流 气流迁移 

摘      要：压入式通风的通风速度直接影响着煤尘颗粒的扩散,从而降低掘进机驾驶员的能见度和掘进机的运行效率。为减少煤尘扩散,基于CFD-DPM方法选取山西长治张村煤矿2601综采工作面作为物理原型,研究不同通风速度下煤矿巷道的气流流动和煤尘扩散行为。模拟结果表明,气流场可分为气流快速和混乱的湍流区、有煤尘回流的回流区以及从掘进工作面到煤矿巷道出口的稳定区。受巷道头阻塞的影响,沿巷道壁面的气流将煤尘颗粒从湍流区带离压力区,进入回流区;由于气流速度的突然下降,煤尘迁移在巷道后面的区域减慢,然后大量的煤尘颗粒被气流带到稳定区域;而煤尘回流造成剩余的煤尘被带到风筒的出口,因此在巷道端头后约5 m的区域,以及风筒附近的区域,煤尘浓度很高。在强夹带作用的影响下,煤尘颗粒被吸引到风筒出口附近,其煤尘浓度随着通风速度的增加而增加,且这种情况发生在通风速度超过17 m/s时。