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金属矿山 2013年第4期42卷 128-130页

作者：皮希宇张设计许邦张浪孙晓军煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室中煤科工集团重庆研究院中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院

通过分析,将风流在风筒出口至综掘工作面区域分为射流区、回流区及涡流区,结合长岭一号井152101轨道巷综掘面产尘特性及粉尘防治的现状,设计采用附壁风筒控尘与除尘器抽尘净化相结合的综合降尘工艺,使综掘面生产时总粉尘和呼吸性粉尘降... 详细信息

通过分析,将风流在风筒出口至综掘工作面区域分为射流区、回流区及涡流区,结合长岭一号井152101轨道巷综掘面产尘特性及粉尘防治的现状,设计采用附壁风筒控尘与除尘器抽尘净化相结合的综合降尘工艺,使综掘面生产时总粉尘和呼吸性粉尘降尘效率分别达到90%及80%以上,综掘面的作业环境得以大大改善,保障了职工的身体健康和矿井的施工安全。

关键词：综掘工作面风流分布控尘与除尘

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单巷长距离快速掘进通风除尘技术研究

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中国矿业 2017年第1期26卷 104-107,113页

作者：秦宪礼云昊沈斌刘永立黑龙江科技大学安全工程学院黑龙江哈尔滨150022 黑龙江科技大学黑龙江省普通高校采矿工程重点实验室黑龙江哈尔滨150022

神华神东公司大柳塔矿单巷长距离全断面快速掘进系统因机械化程度高,掘进速度快,存在风量不合理、粉尘大等安全隐患,经过现场调研、理论分析和数值模拟,提出了适合大柳塔矿的"长压短抽"通风方式,采用了基于风筒自动伸缩的吊挂延伸技术,... 详细信息

神华神东公司大柳塔矿单巷长距离全断面快速掘进系统因机械化程度高,掘进速度快,存在风量不合理、粉尘大等安全隐患,经过现场调研、理论分析和数值模拟,提出了适合大柳塔矿的"长压短抽"通风方式,采用了基于风筒自动伸缩的吊挂延伸技术,选定了压入风机型号为FBDY№8/2×75kW,湿式除尘风机型号为KCS-700D。试验表明,该方式成功解决了工作面微风,粉尘大等问题,使工作面风速风量满足规程规定,工作面粉尘浓度平均降低50%以上,保证了掘进工作安全高效。

关键词：掘进通风长压短抽风流分布粉尘浓度动态延伸

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上隅角与采空区瓦斯运移规律的模拟研究

上隅角与采空区瓦斯运移规律的模拟研究

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作者：李玉江河南理工大学

学位级别：硕士

随着矿井不断的深入开采,瓦斯灾害发生不断,为了有效防止上隅角瓦斯积聚和采空区瓦斯浓度超限,本文运用计算流体力学和多孔介质的基本理论为依据,使用FLUENT数值模拟软件建立了不同通风方式在不同的煤层倾角下工作面和采空区的三维物理... 详细信息

随着矿井不断的深入开采,瓦斯灾害发生不断,为了有效防止上隅角瓦斯积聚和采空区瓦斯浓度超限,本文运用计算流体力学和多孔介质的基本理论为依据,使用FLUENT数值模拟软件建立了不同通风方式在不同的煤层倾角下工作面和采空区的三维物理数学模型,并确定了采空区空气和瓦斯的控制方程,对工作面采空区流场分布和瓦斯运移规律进行了数值模拟解算。结果表明:不同的通风方式及煤层倾角的改变对采空区的风流分布及瓦斯运移有重大影响。不同通风方式工作面的漏风可以沿采面下隅角和采面下部进入采空区,采空区的漏风可以将其内部瓦斯沿采空区上隅角及采面上部溢入到工作面。随着煤层倾角的增大,漏风量也会随着煤层倾角的增大而增高,采空区的瓦斯总量会随煤层倾角的增大而减小。对Y型、J型通风方式,从进风巷流过来的风流进入工作面拐弯处时,流体受到离心作用,风流垂直流向采空区方向的风速急剧减小,其动压转化成静压并在下隅角形成涡流,风速较大且曲率半径较小的流体经过拐弯后,在工作面内侧形成涡流区,随着煤层倾角的增大,下隅角涡流区域减小。从工作面过来的风流流向上隅角拐弯处时,在工作面上隅角内侧形成涡流区,进入沿空留巷后由于阻力存在形成大涡流,漏风随着煤层倾角的变大而增大,涡流随着漏风增大而减小。Y型、J型通风方式同U型通风方式相比较,可以很好的解决工作面上隅角瓦斯积聚超限问题,对工作面安全生产有十分重要的作用。

关键词：数值模拟瓦斯运移规律风流分布采空区煤层倾角

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带竖井公路隧道运营通风热位差利用数值模拟

带竖井公路隧道运营通风热位差利用数值模拟

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作者：陈外才长安大学

学位级别：硕士

在带竖井的长大深埋公路隧道中,经常会遇到髙地温问题,其引起的热位差对隧道通风存在较大的影响。隧道热位差研究不够,会造成隧道通风设计上的不合理,导致隧道运营过程中能耗严重或通风不足。因此,为了正确认识隧道运营过程中热位差的作... 详细信息

在带竖井的长大深埋公路隧道中,经常会遇到髙地温问题,其引起的热位差对隧道通风存在较大的影响。隧道热位差研究不够,会造成隧道通风设计上的不合理,导致隧道运营过程中能耗严重或通风不足。因此,为了正确认识隧道运营过程中热位差的作用,从而有效利用热位差,有必要对长大隧道热位差的变化规律进行研究,以便优化隧道通风方案达到节能降耗的目的。本文在总结国内外现有研究的基础上,围绕隧道竖井内热位差的变化规律,基于Fluent软件对长大隧道运营通风进行了数值模拟分析,并开展了以下研究工作:1.介绍了隧道通风数值模拟中流体力学的几个控制方程,对比分析了Fluent软件的三类基本湍流模型,针对靠近壁面区域的计算分析,选用标准k-ε双方程模型,分析了风流与隧道围岩的热交换过程,在Fluent软件中打开能量方程。进行了隧道热位差计算和数值模拟的对比分析,验证了Fluent软件对热位差变化规律进行数值模拟的可行性。2.利用Fluent软件模拟了热位差和轴流风机对单竖井隧道集中排(送)风的影响,分析了环境温度对隧道内空气温度、密度和流态变化的影响,提出了对向公路隧道冬季集中排风和夏季集中送风的通风方案。3.利用Fluent软件对单向单竖井隧道进行了正常运营通风的数值模拟,分析了单向单竖井隧道内排风井和送风井热位差的变化规律,得出了隧道运营通风优化方案:冬季排风井内轴流风机部分开动,适当减少隧道排风段射流风机开启数量,且适当增加隧道送风段射流风机开启数量,避免出洞口处污染物集聚不易排出。4.利用Fluent软件对单向双竖井公路隧道进行了热位差利用的数值模拟分析,结合单向单竖井隧道热位差变化的数值模拟结果进行了全面分析,提出了无论是否考虑交通风压,单向隧道处于排送组合通风状态时,单向双竖井隧道的通风规律等效于两个单向单竖井隧道通风规律叠加,从侧面验证了特长隧道纵向分段式通风的合理性。

关键词：集中排风集中送风排送组合通风热位差数值模拟风流分布

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浅埋深综采工作面低氧分布特征与防治方案优化研究

浅埋深综采工作面低氧分布特征与防治方案优化研究

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作者：程望收西安科技大学

学位级别：硕士

大采高综采技术在榆神矿区迅速普及,但是由于地质条件、通风方式等多种因素综合作用导致许多采煤工作面出现低氧现象,工作面大型采煤设备改变了巷道空间形状,使风流分布发生了改变,从而影响到工作面低氧分布及人员安全。本文主要采用现... 详细信息

大采高综采技术在榆神矿区迅速普及,但是由于地质条件、通风方式等多种因素综合作用导致许多采煤工作面出现低氧现象,工作面大型采煤设备改变了巷道空间形状,使风流分布发生了改变,从而影响到工作面低氧分布及人员安全。本文主要采用现场实测、理论数据分析及数值模拟等手段相结合,研究工作面呼吸带、液压支架人行道处及回风隅角附近的低氧气体分布规律及变化趋势,据此确定低氧防治重点区域及优化措施,为防治低氧危害提供理论基础。主要成果如下:首先,通过对东胜某矿综采面现场布点观测,确定了空间各位置低氧气体成分及浓度,表明低氧气体主要来源于采空区,煤样微观结构分析和程序升温氧化实验表明,采空区遗煤氧化及煤层释放出的氮气是造成工作面低氧的主要原因;影响低氧气体分布的主要因素有地质条件、通风方式、地表裂隙、超大面积采空区及气压变化等。据此确定了低氧气体在综采工作面空间扩散分布规律,确定回风隅角、人行道及机尾三个低氧重点防治区域。其次,以气相流动理论现场实测数据为基础,使用CFD软件建模,分析井下工作面低氧气体基本性质及其随风运移数学模型,提出了欧拉模型为适宜的数值求解方法;合理设置边界条件及连续相参数,对该综采面空间低氧运移规律开展数值模拟,研究了其在风速为0.95 m/s、漏风程度为0.1m/s情况下空间各位置的风流分布及低氧运移扩散规律以及两者之间的联系,即低氧分布受湍流和风流的变化影响明显。再次,调整参数,分别模拟5个不同风速、3个不同漏风程度对呼吸带、人行道及回风隅角处低氧分布的影响。确定了预防低氧气体扩散双因素及重点防治实验区域。通过优化双因素确定综合防治方案的具体参数即工作面最佳综合低氧防治方案为入口风速为1.5 m/s和漏风程度为0.01m/s。最后,依据模拟参数确定煤矿综合防治措施方案的提出及实施。并提出综采工作面低氧综合防治措施方案。小范围增大风速能加速低氧气体排泄有利于回升重点区域的氧浓度。针对重点防治区域以预防检测为主,设立地面大气压监测和工作面气体监测形成预警监测系统,并采取工作面和采空区分开防治。工作面通过局部增大风流和局部堵漏去防治综采面的低氧气体涌现;采空区通过地表填埋堵漏和阀门排泄气压去防治采空区气体涌出。当采空区和工作面压差过大,使用均压通风可以有效解决低氧问题。各措施之间相辅相成互相作用形成一套可行有效的综合低氧防治方案,经现场实践,低氧问题治理效果显著。

关键词：综采工作面呼吸带数值模拟低氧气体运移扩散风流分布

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