金川公司二矿区通风系统风流非定常流动规律研究

实际上 ,矿井的风流状态受多种因素影响 ,金川公司二矿区井下风流就处于非定常状态 ,为了保证生产安全 ,控制风流状态 ,采取相应的通风措施 ,开设课题研究 ,建立了井巷内空气非定常流动能量方程和通风网络中非定常流动的数学模型。根据该模型可以模拟出矿井通风系统内非定常状态下任意时刻、任意位置通过风量。通过对金川公司二矿区井下机站风机开停和风门开关引起通风系统风流的非定常流动过程的数值模拟 ,得出了受其影响区域内风流状态的变化规律 ,并为其采取通风措施和控制风流状态 ,提供了科学依据     

研究矿井风流流动的数学模型

应用电子计算机进行矿井通风设计和自动控制,首先必须研究通风网路中风流的流动规律,建立数学模型。目前,国外在这方面的研究大多数将矿井空气当作不可压缩的流体,不考虑风流与其周围介质之间的能量交换过程。实践证明,这种处理方法不能全面地反映矿井通风的状态,尤其是在矿井内发生灾变的情况下更属如此。本文将矿井空气当作可压缩的流体,并考虑风流与其周围介质之间的能量交换过程,根据流体力学和热力学的基本规律来研究矿井内风流的流动规律,建立控制矿井通风网路中风流状态的数学模型。     

半互通立交隧道群运营通风方案比选

厦门疏港通道2号隧道上跨芦澳路隧道，2座隧道之间设4条匝道隧道相连，形成半互通立交关系。半互通立交隧道的运营通风受匝道连通的影响，洞内风流有多处分流、多处汇流，形成复杂的网络通风状态，存在主线与匝道之间、匝道与匝道之间的风流分配不准确等问题；同时匝道两端均连着主线隧道，无通向大气的出口，匝道要从主线隧道内引入经过污染的风流，其供风量将大大增加。经过不同通风方案的比选，确定了“匝道半横向式通风+主洞纵向式通风”的方案，从而达到了简化通风系统、降低通风设备功率、提高通风效果、节约投资及有利于防灾救援的目的。     

事故致因的突变模型

在众多论述伤亡事故致因的理论中，都没有解释为何系统元素的连续变化引起系统状态的突变（事故），以及人、物因素在这种突变过程中的作用。本文引入突变理论这一数学工具，指出系统内某些元素的连续变化导致系统状态的突然改变，较好地解决了这个问题，通过建立事故致因突变模型，提出了提高系统安全性的原则。     

下行风流火灾管道试验与烟流动力特征研究

为了明确矿井巷道通风量及角度变化对火灾的影响规律，运用矿井火灾管道试验平台及各种传感器数据采集系统，开展下行通风火灾的管道相似模拟试验，得到在不同通风机动力和巷道倾角下巷道风量、各测点温度随时间的变化规律，对下行风流火灾时的风流紊乱状态有了进一步认识。结果表明，火灾时燃烧温度迅速到达顶峰后温度衰减速度随风量增大而加快，巷道火灾高温区域随着巷道风速增大而向火源下风侧移动。增大巷道倾斜角度，火风压作用增强，通风系统稳定性降低，更容易发生烟流逆退现象。在下行通风试验中，存在一个使火风压与通风机动力大小相等方向相反的临界风速。矿井火灾烟流是否产生逆退现象与通风能力有关，通风能力越强，巷道风流克服火区阻力、保持原状态的能力越强。     

铀矿通风对氡析出的影响与控制

论述了风量、风压和风流方向这三个因素对通风空间氡析出的影响程度。提出了综合控制这三个因素,减少通风空间氡析出量的方法,使铀矿通风系统处于最佳工作状态。     

矿井风流年龄与矿井空气品质分析

矿井空气品质是矿井通风理论的新思路，是人们认识矿井空气环境的一种科学方法。通过对矿井风流年龄与矿井空气品质分析，重点论述和讨论了矿井风流年龄的定义及其计算；矿井风流污染物的定义，通风分支均匀释放污染物时分支空气污染物浓度的计算，局部集中散发污染物的分支污染物浓度计算；矿井空气品质的定义，任意分支空气品质的计算，分支汇合点的空气品质计算；研究了矿井风流空气品质随时间、空间变化的动态性，分析了矿井空气品质与矿井风流年龄及污染物的关系。矿井空气品质是矿井通风设计和评价矿井风流质量的重要理论依据     

提高通风网风流稳定性防止风流反向

多中段通风网风流稳定性多中段作业的矿井通风网,经常出现角联巷道,这些巷道受网路中其他巷道风阻变化的影响,风流方向不稳定,容易发生风流反向,造成烟尘污染,破坏井下正常的风流系统。同一类型通风网,由于网路中各巷道风阻的配比关系不同,产生风流反向的难易程度也不相同。不同类型的通风网,由于巷道连接形式不同,在各相     

湘西金矿沃溪矿区通风系统改造研究

基于矿井目前通风系统存在的问题,运用子域分区单元子系统通风方式、不同类型的中段通风网路、风流净化、入风流预冷、自然风压的合理利用等技术对通风系统进行 了优化改造.系统改造后,风量充足,风流稳定,通风能力与生产能力相适应,较好地解决了深部通风问题,取得了显著的技术效果和节能效益.     

潮湿巷道风流温度与湿度变化规律分析

通过对矿井风流与围岩热湿交换理论的研究,提出理论上更可靠的风流温、湿度计算方法,编制了模拟解算矿井风流与围岩热湿交换的计算机程序,解算出潮湿巷道风流温度及湿度的变化规律,并分析通风时间、湿度系数等参数对风流温度及湿度变化规律的影响;沿风流流动方向,风流温度及湿度不断增加;巷道风流温度及湿度随着通风时间的增加而不断减小,通风时间越长减小的幅度越小;围岩壁面湿度系数对风流温度及湿度的影响较大,其他参数不变时,壁面湿度系数越大,风流温度越小,风流湿度越大。     

矿井风流温度预测分析研究

随着煤矿机械化程度不断提高,特别是随着开采深度逐渐增加,矿井热害问题日益突显,高温环境不仅影响生产效率而且严重危害着工作人员的健康。为了更好地降低高温矿井开采时期巷道风流温度,确定合理的巷道布置方案和矿井通风系统,提出矿井巷道风流温度预测方法。以矿井通风和热力学为基础,结合网络解算,对矿井风流温度分布进行研究,总结各种类型巷道风流温度的计算方法,提出多点风流混合温度计算模型。结合具体矿井进行实际预测分析,预测结果中显示风流温度可能超限的巷道,对通风系统进行优化设计。     

多功能矿井风流调控设施的研究与应用

为了解决因行人、运输较频繁或易受爆破冲击波影响等而导致传统风流调控设施使用受制约的难题,通过分别对单、多机阻隔、增阻、引射型矿用空气幕模型进行理论推导与分析,提出应用多功能的空气幕来替代传统风流调控设施。针对某矿山通风系统存在的风流短路、有效风量率低、冬季井筒结冰等问题,拟采用多功能空气幕来建立柔性风门、风窗,并应用矿井通风系统优化软件中风机选型功能,将初步选定的空气幕经数字化处理后,优选出使用效果最佳空气幕型号、布置方式、安装位置,从而有效、可靠的对井下风流进行调控。应用结果表明:井筒结冰与风流短路等现象得到了有效、稳定的控制,通风效果得到了明显的提高,为可持续化安全生产提供了保障。     

Numerical modeling of water spray suppression of conveyor belt fires in a large-scale tunnel

Conveyor belt fires in an underground mine pose a serious life threat to miners. Water sprinkler systems are usually used to extinguish underground conveyor belt fires, but because of the complex interaction between conveyor belt fires and mine ventilation airflow, more effective engineering designs are needed for the installation of water sprinkler systems. A computational fluid dynamics (CFD) model was developed to simulate the interaction between the ventilation airflow, the belt flame spread, and the water spray system in a mine entry. The CFD model was calibrated using test results from a large-scale conveyor belt fire suppression experiment. Simulations were conducted using the calibrated CFD model to investigate the effects of sprinkler location, water flow rate, and sprinkler activation temperature on the suppression of conveyor belt fires. The sprinkler location and the activation temperature were found to have a major effect on the suppression of the belt fire, while the water flow rate had a minor effect.     

高温矿井热源对风流稳定性影响的分析

随着矿井开采深度的逐渐增加,地温升高,产生的高温环境必然会引起矿井通风系统特性的改变。介绍了高温矿井主要热源及其特征,并对它们进行了分类,研究了不同热源产生的热力风压、风流流动热阻力的特点,得到了非水平巷道热力风压影响风流方向的判别式,水平巷道热阻嵌入串、并、角联风路的风流流动规律,确定了热阻嵌入通风网络解算的风量修正公式。根据上述结论,分析了周源山煤矿矿井热源对风流稳定性的影响。结果表明,热阻对分支的风量影响达11.8%。     

矿井反风时期网域系统瓦斯运移仿真

为了解矿井反风时期矿井系统网域中瓦斯运移及其体积分数分布的变动,以九里山矿井为实例,运用TF1M3D进行仿真分析。根据反风时采空区瓦斯分布换向变化和涌出处在最低值期的特征,指出反风后系统瓦斯涌出源主要来自采煤工作面。模拟得到反风时期工作面瓦斯体积分数的变化规律是,在实施全矿反风后,工作面回风道的瓦斯重新回流至工作面,与工作面内涌出的瓦斯重复叠加形成体积分数高峰瓦斯风流,致使反风后原来进风巷中回风流瓦斯体积分数增高;反风刚开始时瓦斯体积分数陡增,待峰值过后,瓦斯体积分数逐渐呈阶梯式降低。模拟结果反映出反风时采煤工作面中回流瓦斯与涌出瓦斯形成二次叠加的存在性,而所产生的瓦斯体积分数高峰值与矿井回风网络系统的结构有关。高峰瓦斯风流影响矿井反风过程的安全性,因此不但应连续检测工作面的瓦斯体积分数变化,更应提前做好应对措施和技术预案。     

土城煤矿角联分支通风稳定性分析与控制

介绍了评价角联分支稳定性的两个指标—风流功率与风量敏感度。利用风流功率指标,衡量角联分支的通风稳定性。根据风量敏感度指标,确定影响角联分支稳定性的关键分支。在角联分支稳定性分析与关键分支确定的基础上,提出提高角联分支稳定性的技术措施,使角联分支的稳定性得到有效提高,矿井通风系统稳定性得到加强。将上述方法在土城煤矿加以应用,取得了良好效果。     

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。     

火灾时期矿山通风巷道“特征环”与“关键环”的分布特征研究

为研究火灾时期矿山通风巷道风流的流动特性,基于水平巷道及火灾的物理数学模型,采用数值分析方法,研究分析火灾时期巷道内紊流充分发展截面上“特征环”与“关键环”的分布规律。结果表明:同一火灾强度和同一通风风速下,通风巷道内风速“特征环”分布特征分别存在临界风速值和临界火灾强度值;矿井火灾时期,通风风速与火灾强度均是影响巷道内风速“特征环”分布的关键因素;当巷道内通风风速大于或等于5 m/s时,火灾下风流平均风速点的位置可由正常通风时期的“关键环”特征方程进行计算。