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巷道型采场通风炮烟运动的数值试验

巷道型采场通风炮烟运动的数值试验

作者：谭香广西大学

学位级别：硕士

爆破炮烟是井下主要污染源之一,爆破炮烟会干扰到后续工作的进展。所以,为了保证井下作业环境安全,控制炮烟污染,研究巷道型采场通风中炮烟的运动规律具有重要的意义。针对影响采场通风的多种因素,分别对单条进、回风天井布置在采场两... 详细信息

爆破炮烟是井下主要污染源之一,爆破炮烟会干扰到后续工作的进展。所以,为了保证井下作业环境安全,控制炮烟污染,研究巷道型采场通风中炮烟的运动规律具有重要的意义。针对影响采场通风的多种因素,分别对单条进、回风天井布置在采场两侧和两条进风天井布置在采场两侧,单条回风天井布置在中间的采场速度场和炮烟浓度场进行数值试验。由数值试验得出,由于采场横截面上,风速分布不均匀,在采场轴线上风速高,炮烟移动速度快;采场边壁附近,风速低,炮烟移动慢。采场中高度越高的剖面,炮烟排除越困难。进、回风天井布置在采场两侧时,通过改变巷道型采场进回风天井的布置形式、通风时间、通风量、初始炮烟浓度、采场的宽度、采场的长度等因素,考察其对采场通风的速度场和炮烟浓度场的影响。从而得出,炮烟浓度与通风时间呈负指数衰减;采场通风20分钟后,炮烟浓度与进风速度呈负指数关系;与初始炮烟浓度呈线性关系;与采场的宽度无直接影响;但是随着采场的长度增长,排除炮烟更困难,所需要的时间更长。进风天井布置在采场两侧,回风天井布置在采场中间时,采场通风20分钟后,各个高度剖面的一氧化碳浓度均已经低于16ppm,即已达到安全标准。最后,将数值试验方法与中南工业大学通风研究室的巷道型工作面的风流结构的物理模型试验结果进行对比分析,得出两者吻合较好。

关键词：巷道型采场通风炮烟运动数值试验

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某铅锌矿巷道型采场粉尘扩散特性研究

有色金属工程 2021年第6期11卷 118-125,145页

作者：符浩南王孝东兰林陈书鹏童学林昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

为了掌握局部通风的长抽长压式巷道型采场在凿岩作业时粉尘颗粒扩散特性,获取合理的通风除尘参数,以某铅锌矿巷道型采场为研究背景,依据相似理论基本原理,建立巷道型采场相似试验模型。通过采场模型及现场风流特性试验,研究了不同工况... 详细信息

为了掌握局部通风的长抽长压式巷道型采场在凿岩作业时粉尘颗粒扩散特性,获取合理的通风除尘参数,以某铅锌矿巷道型采场为研究背景,依据相似理论基本原理,建立巷道型采场相似试验模型。通过采场模型及现场风流特性试验,研究了不同工况点下采场风流变化特性、不同风速下采场模型粉尘浓度及分散度,分析了不同工况点对粉尘浓度及分散度的影响程度。结果表明:粉尘颗粒从工作面进入采场后,粉尘颗粒粒径大小位移会发生明显变化。当工况点风速为0.75 m/s时,工作面粉尘浓度最高为76.4 mg/m^(3),大部分粉尘颗粒粒径小于10μm,粉尘平均分散度为66.29%,粉尘粒径分散度主要集中在小于2μm,与现场实测结果吻合,说明此工况时粉尘颗粒沉降效果最佳。

关键词：巷道型采场相似试验凿岩粉尘浓度分布分散度分布

基于附壁受限射流的巷道型采场风流流场特性研究

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基于附壁受限射流的巷道型采场风流流场特性研究

作者：童学林昆明理工大学

学位级别：硕士

云南某矿巷道型采场存在局部通风困难及粉尘浓度高的瓶颈问题,解决好通风问题是保证安全生产的关键。根据现场实际情况构建通风模型,结合理论分析和数值模拟方法。分别对有、无铲运机作业时巷道型采场风流结构、时均特性及紊动特性分布... 详细信息

云南某矿巷道型采场存在局部通风困难及粉尘浓度高的瓶颈问题,解决好通风问题是保证安全生产的关键。根据现场实际情况构建通风模型,结合理论分析和数值模拟方法。分别对有、无铲运机作业时巷道型采场风流结构、时均特性及紊动特性分布规律进行研究,主要研究结果如下:(1)无铲运机作业时,巷道中部及射流体下方存在涡流,易发生粉尘积聚现象;各方向紊动强度在距离迎头端面10m内分布紊乱,10m后逐渐降低,在出风口前1m处取得最大值:σ=0.405m/s;在回流区取得雷诺应力最大值:τ=0.041N/m;紊动能与纵向紊动强度分布规律相似,在出风口前1m处取得紊动能最大值:E=0.072m/s。(2)有铲运机作业时,铲运机至迎头端面区域、铲运机至巷道右侧壁面区域、铲运机至巷道出口区域及射流体两侧存在涡流,易发生粉尘积聚现象;巷道左侧纵向紊动强度沿纵向呈M形分布,巷道右侧紊动强度呈多个拱形分布,出风口前0.5m处取得最大值:σ=0.647m/s,巷道中部紊动强度较小,铲运机驾驶位取得最小值:σ=0.011m/s;巷道两侧雷诺应力大于巷道中部雷诺应力,进风侧取得雷诺应力最大值:τ=0.074N/m,巷道中部在铲运机后方取得雷诺应力最大值:τ=0.053N/m;铲运机驾驶位取得紊动能最小值:E=0.001m/s,进风侧取得紊动能最大值:E=0.212m/s。本文研究得到了巷道型采场在有、无铲运机作业时风流结构及流动特性规律,为巷道型采场局部通风理论及污风治理分析提供了理论支撑。

关键词：巷道型采场附壁受限射流风流结构时均特性紊动特性

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地下矿山巷道型采场粉尘运移沉降规律研究

地下矿山巷道型采场粉尘运移沉降规律研究

作者：兰林昆明理工大学

学位级别：硕士

矿山在回采过程的凿岩、爆破、出矿和运输等各个环节都出现大量粉尘,其中进行凿岩作业的人员会长时间接触粉尘,会影响作业人员的身体健康,同时粉尘也会污染井下空气,影响作业环境,还加快凿岩机械部件的磨损,降低作业机械精度。本文以地... 详细信息

矿山在回采过程的凿岩、爆破、出矿和运输等各个环节都出现大量粉尘,其中进行凿岩作业的人员会长时间接触粉尘,会影响作业人员的身体健康,同时粉尘也会污染井下空气,影响作业环境,还加快凿岩机械部件的磨损,降低作业机械精度。本文以地下矿山的巷道型采场作为研究背景,以会泽某铅锌矿山为研究对象。采取了部分相似试验、数值模拟技术、现场测试三种方法分析采场进行凿岩时粉尘颗粒运移变化以及选择合理通风除尘参数。根据气固两相流理论,建立粉尘颗粒在巷道型采场自由沉降方程,分析粉尘颗粒在巷道型采场沉降速度和运移距离,使用滤膜溶解法查看粉尘颗粒的分散度。依据部分相似理论的基本原理,通过无量纲分析,选出满足试验的相似准则数,建立巷道型采场的相似实验模型,模型比例为1:10。使用烟雾发射器对采场模型进行风流特性试验,分析不同工况点对粉尘浓度及分散度影响程度。通过现场实际情况建立三维模型,使用ANSYS Fluent离散相模型耦合分析粉尘颗粒在采场风流运动情况,k-ε双方程进行计算,模拟得出风流分布规律,采场工作面区域至出矿巷道与分段沿脉交接处的风速逐渐减弱,粉尘浓度及分散度分布情况与相似试验结果较为接近。进行现场测试时,得到工作面至出矿巷道与分段沿脉交界处风流衰减方程。将相似试验和数值模拟与现场数据对比分析,发现三种方法数据较为接近,粉尘粒径沉降范围相同,全部偏正态分布,符合罗森-拉姆勒分布。当最佳工况点风速为0.75m/s时,粉尘浓度最低,同时降尘效果最好,达到巷道型采场排尘风速的要求,对完善巷道型采场通风防尘技术具有一定的现实意义。

关键词：巷道型采场部分相似试验数值模拟凿岩降尘

多因素作用下某矿巷道型采场CO浓度特性实验与通风优化

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矿冶 2023年第2期32卷 10-17页

作者：李泓鲲王孝东张玉贺德幸刘杰郭晨阳昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 昆明理工大学公共安全与应急管理学院昆明650093

针对传统单因素作用下巷道型采场CO浓度特性实验考虑因素过少,分析较为片面的局限性,结合矿山现场,通过相似理论建立巷道型采场物理相似模型,并采用控制变量法进行多因素作用下巷道型采场CO浓度特性实验研究。研究结果表明,不同通风方... 详细信息

针对传统单因素作用下巷道型采场CO浓度特性实验考虑因素过少,分析较为片面的局限性,结合矿山现场,通过相似理论建立巷道型采场物理相似模型,并采用控制变量法进行多因素作用下巷道型采场CO浓度特性实验研究。研究结果表明,不同通风方式、不同风速和不同测点处的CO在采场内浓度特性规律为:采用长抽长压式通风,CO浓度越低;风速增大,CO浓度越低;与掌子面CO产生处的距离增大,CO浓度越低;现场实验和相似实验所得出的CO浓度变化趋势基本一致。采用长抽长压式通风,风速为0.75 m/s能有效降低巷道型采场内CO浓度,所得出的通风方案可为同等环境下巷道型采场现场CO通风防治提供参考。

关键词：相似实验 CO浓度巷道型采场通风方式通风优化

基于FLUENT巷道型采场炮烟浓度的数值试验

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低碳世界 2014年第02X期4卷 7-8页

作者：谭香广西民族大学相思湖学院广西南宁市530008

基于流体动力学及巷道型采场特点，建立了巷道型采场炮烟运移的模型，分析了计算边界条件。运用FLUENT软件中的k-ε双方程模型，对采场爆破后通风30min内炮烟浓度进行数值模拟。结果显示采场炮烟浓度随通风时间呈负指数函数变化，该回... 详细信息

基于流体动力学及巷道型采场特点，建立了巷道型采场炮烟运移的模型，分析了计算边界条件。运用FLUENT软件中的k-ε双方程模型，对采场爆破后通风30min内炮烟浓度进行数值模拟。结果显示采场炮烟浓度随通风时间呈负指数函数变化，该回归方程为c=O．022e^0.148t，其中C为采场炮烟浓度，t为通风时间。

关键词：巷道型采场炮烟运动数值试验

基于FLUENT的巷道型采场局部通风数值模拟

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有色金属（矿山部分） 2010年第6期62卷 60-61,72页

作者：李新星易丽军谭香广西大学资源与冶金学院南宁530004

巷道型采场是矿井常见的工作面,其工作环境通常是粉尘浓度大、有毒有害气体浓度大。局部通风是巷道型采场的主要通风手段。局部通风的好坏将直接影响矿山生产效益、作业人员安全。用FLUENT软件对巷道型采场局部通风进行模拟可以清楚地... 详细信息

巷道型采场是矿井常见的工作面,其工作环境通常是粉尘浓度大、有毒有害气体浓度大。局部通风是巷道型采场的主要通风手段。局部通风的好坏将直接影响矿山生产效益、作业人员安全。用FLUENT软件对巷道型采场局部通风进行模拟可以清楚地知道风流的特性以及效果。

关键词： FLUENT 巷道型采场局部通风数值模拟

基于在线监测系统的金属矿山采场爆破粉尘浓度分布规律研究

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中国安全生产科学技术 2020年第4期16卷 114-119页

作者：郭敬中金龙哲赵启峰石建军郝睿吉华北科技学院安全工程学院河北廊坊065201 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为了探究爆破粉尘浓度及有毒有害气体分布规律,以粉尘浓度传感器、CO检测仪为主要设备设计并搭建尘烟在线监测系统。设计并制作移动式观测台车,用于解决梅山铁矿无底柱分段崩落采矿法地下难以人工采集数据的难题。现场试验表明:在起爆后... 详细信息

为了探究爆破粉尘浓度及有毒有害气体分布规律,以粉尘浓度传感器、CO检测仪为主要设备设计并搭建尘烟在线监测系统。设计并制作移动式观测台车,用于解决梅山铁矿无底柱分段崩落采矿法地下难以人工采集数据的难题。现场试验表明:在起爆后的1.5 h内,采场内粉尘浓度先增高后降低,如此循环若干次,但每次的峰值依次减小;采场内CO浓度短时间内上升到最大值,为2227.3×10-6,之后CO浓度逐步降低,但均都在24×10-6以上。可采用多组份水炮泥源头降尘措施,配以通风排尘,使尘烟浓度降到规程许可浓度范围内。

关键词：在线监测系统巷道型采场爆破粉尘浓度分布

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梅山铁矿采场爆破粉尘运移规律数值模拟研究

矿业研究与开发 2021年第4期41卷 38-42页

作者：蒋宜宸金龙哲王天暘北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

为探究巷道型采场爆破粉尘排出采场的运移规律,以梅山铁矿-330m水平某巷道型采场为基础,采用数值模拟方法研究爆破粉尘在采场中的运移规律。研究结果表明:采场风速在竖直断面上的分布呈现"两侧高、中间低、进风大于出风,迎头附近几乎无... 详细信息

为探究巷道型采场爆破粉尘排出采场的运移规律,以梅山铁矿-330m水平某巷道型采场为基础,采用数值模拟方法研究爆破粉尘在采场中的运移规律。研究结果表明:采场风速在竖直断面上的分布呈现"两侧高、中间低、进风大于出风,迎头附近几乎无风"的规律。爆破后600s内,粉尘浓度迅速下降。爆破粉尘在水平方向上的扩散明显受风流场影响,采场上部的粉尘扩散速度大于下部的粉尘,下部风流不畅,采场底部的粉尘浓度长时间高于上部粉尘浓度,有时会出现靠近迎头的一隅直至排尘结束仍存在小团粉尘无法排出的情况。由此提出联通巷风速为2m/s、3m/s时最有利于爆破粉尘的排出,增加附壁风筒可避免粉尘在迎头处沉积。

关键词：巷道型采场爆破粉尘运移规律数值模拟