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     

巷道贯通后风流方向预判理论及实践

为预防煤矿井下巷道贯通后瓦斯事故,利用能量守恒定律及能量方程理论,研究煤矿井下巷道贯通对风流方向的影响。基于空气静压、速压和位压在流动过程中的变化特征,运用流体能量平衡方程建立煤矿井巷通风过程中流经任一巷道断面的风流总能量方程,进而提出煤矿井下巷道贯通后风流方向预判理论,给出2种不同贯通情况下风压能的测定方法,并以屯宝煤矿为例进行验证分析。结果表明：所提巷道贯通后风流方向预判理论,能够准确判定煤矿井下巷道贯通后的风流方向,进而减少瓦斯事故发生率,提高矿井通风管理水平。     

通风系统中相对压力的分布及其影响

通风系统的主要任务是使空气在矿井中按一定路线进行流动和分配,而风流的流动和分配在很大程度上受通风压力的制约。在风流流动过程中,由于能量的转化,风压的大小会发生变化。如果从相对压力的观点来     

再谈矿井通风网路的风流稳定性

矿井通风网路中对角巷道风流稳定性问题是生产矿井经常遇到的一个现实问题,也是矿井通风理论研究中的一个重要课题,很值得进一步深入研究和讨论。马鞍山矿山研究院程厉生同志在本期发表了《矿井内具有分支风流的角联通风网路     

掘进巷道瓦斯分布数值实验研究

根据局部通风流场特点确定适合矿井局部通风掘进巷道工作面瓦斯与风流质量交换的数学模型,在近壁面使用标准壁面函数法解决近壁面的流动,在湍流充分发展区,使用RNG k-ε双方程湍流模型;讨论考虑巷道支护的情况下壁面粗糙度的影响,确定矿井掘进工作面局部通风模型网格划分的方法、掘进头瓦斯涌出的边界条件;利用计算流体力学(CFD)软件Fluent对掘进工作面的风流与瓦斯的混合过程进行了模拟;得出不同瓦斯涌出量情况下掘进巷道工作面风流分布和瓦斯浓度的分布规律。研究表明:瓦斯涌出量和风速对流场分布有影响,随着瓦斯涌出量的增大和风速的降低,瓦斯对流场的影响越来越明显。     

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。     

对矿井通风网路风流稳定性的再分析

《冶金安全》1979年第4期发表了《矿井内具有分支风流的角联通风网路风流稳定性的分析》(简称《分析》)和《再谈矿井通风网路的风流稳定性》(简称《再谈》)两篇文章。我认为王英敏同志在《再谈》一文中的一些提法基本上是正确的,但对其中某些问题拟再提出来进一步共同研讨,以期对问题的认识更深化,更正确。一、网路结构型式对角联巷道风流稳定性的影响《再谈》一文中列举了三种典型通风刚路结构:(7)非独立通风的一般网路;(2)上下行间隔式网路;(3)平行双巷式网路。     

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。     

矿井内具有分支风流的角联通风网路风流稳定性的分析

通风网路的风流稳定性问题是矿井通风中经常碰到的一个问题,各家看法不一,迄今没有定论。这里发表程厉生同志和王英敏同志的文章,以期开展学术讨论,活跃学术空气。我们热烈欢迎广大读者积极参加这一讨论。     

局部通风掘进巷道风筒综合换热系数确定方法研究

在矿井风流与围岩热湿交换理论的基础上,对局部通风掘进巷道内风流与风筒内风流的热量交换过程进行了研究,提出了通过现场测定巷道内的风流温度、湿度、大气压力、风量和风筒内风流温度等参数来计算风筒综合换热系数的方法.并在平顶山煤矿现场进行了实测,通过对实测计算结果的回归分析,得出了确定风筒综合换热系数的计算公式.研究表明,通过计算巷道内平均风速可以获得风筒综合换热系数.     

煤矿火灾烟气流动传播过程仿真研究

煤矿发生火灾后会生成大量有毒气体并产生火风压,烟气在火灾动力的影响下出现状态紊乱,研究煤矿火灾烟气流动传播过程对控制火情有着重要意义。基于国内外研究现状,对燃烧及风流特点进行分析,建立了煤矿火灾烟气流动数学模型,并利用CFD软件进行仿真。研究表明:无通风工况下的烟气为对称流动;随着风速增加,出口处温度降低,烟气向风流入口处的流速减小。     

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%。     

矿井通风网中的烟尘分布与合理分风问题

近年来,冶金矿山在调整通风系统过程中,采用了若干种独立通风的分流式网路结构,例如,棋盘式、上下行间隔式、平行双巷式以及梳式网路等等。这些分流式网路结构都有专用的回风道,对解决中段间、采场间风流串流,防止风流污染,起了很好的作用。但是,建立独立通风的分流式网路结构,比一般的非独立通风的混流式网路(即各中段无专用回风道或回风天井的网路),需要多开凿和维护相当数量的专用回风巷道。是否所有的冶金矿山均需建立独立通风的分流式网路结构?采用非独立通风的混流式网路的矿山应如何提高该种网路的通风效     

评价矿井通风系统要有节电率指标

目前,我国面临着能源紧缺的严峻局面,并在今后较长时期内也不可能缓解。但是,有些矿山不在通风技术上挖掘节能潜力,单纯将节电与奖金挂钩,工区为完成节电定额,采取生产时不通风的错误做法。其实,矿井通风节能的潜力是很大的,这些年来出现的矿井通风新技术、新设备,诸如高效节能中低压扇风机、多级机站通风和风道优化等都具有显著的节能效益。因此,通风系统评价应该有节电率指标。现仅就辅扇的节能作用进行概略的分析。矿井在主扇作用下,若没有风窗、风门和密闭等通风构筑物,风流就完全按自然分配状态在井巷内流动,则全矿总阻力最小,通风所需的能量也最少。但是,井下的炸药     

井巷自然通风参数计算模型研究与应用

以巷道中空气流动体系的能量方程为基础,推导出井巷系统节点风温计算式.根据热压差形成矿井自然风流这一基本成因,将自然风压表达为节点风温的函数,并结合井巷通风网络解算法,建立了自然通风参数计算模型,编制了自然通风参数解算程序.通过对酒钢镜铁山矿Ⅱ矿体自然通风参数的计算,得出自然风量在1、7、8、12月达到高峰值,在4、10月处于低峰值.经与全年实测结果对比分析,得出其计算值与实测值基本吻合,从而证明了数学模型的合理性及应用的可行性.     

H型通风巷道瓦斯爆炸及泄爆过程模拟研究

为探究在H型巷道中瓦斯爆炸及泄爆过程中压力及风流流态的变化,运用Fluent对瓦斯爆炸冲击波破坏巷道正常通风的过程进行仿真模拟;对比分析爆炸前后巷道内CO2摩尔分数、温度及流体的运动方式,得到爆炸冲击波在巷道内的传播特征。研究结果表明:爆炸冲击波经巷道壁面反射后与正向冲击波叠加,增大了叠加区域的压力值;爆炸冲击波改变了联络巷内风流流动状态,使联络巷内气流由双涡旋模式向单涡旋模式变化;泄爆过程中瓦斯引爆区一侧巷道泄爆能力较大,爆炸产生的大量冲击波沿泄爆能力较大的巷道排出;爆炸结束后巷道能够恢复正常通风。     

掘进巷道风流温度分布规律的数值模拟

根据紊流状态下的守恒原理 ,导出了描述掘进巷道风流紊流流动和温度分布的微分方程。通过对矿内风流流动及热力过程的理论分析及现场实测 ,系统地开展矿内风流流场和风流温度场的分布规律及其耦合作用机理的理论分析与研究 ,并利用PHOENICS程序进行数值模拟 ,初步得出了矿井掘进巷道风流温度与各种参数的变化规律。掘进巷道风流温度随风速提高呈负幂函数规律降低 ,随入风流温度升高而线性升高。     

巷壁与空气热湿交换规律数值模拟研究

为探讨矿井通风过程中巷壁与风流的热湿交换规律,更好地保证井下员工生命安全,运用Fluent求解器对热湿交换过程进行数值模拟。以正交试验设计为方法,选定影响巷壁与空气的热湿交换规律的10个因素进行正交试验。采用极差分析法和相关性分析法分析试验所得结果,探讨各因素对终点温度和终点相对湿度的影响。结果表明:对终点温度影响较大的3个因素依次为巷道壁温、巷道长度、进风温度,且都表现出正相关性。巷道壁面湿度对终点湿度影响最明显,成正相关,剩余各因素影响较小。最后对正交试验所得数据进行多元线性回归,得出拟合方程,将此用于风温和空气湿度预测。     

高温矿井湿润巷道表面与风流间热湿交换分析与简化计算

高温矿井巷道与风流间同时存在显热交换与潜热交换。相对于显热交换量,潜热交换量计算参数难以获得,致使巷道表面热湿交换量计算过程繁琐。为简化计算,对巷道热湿交换体系内显热、潜热交换与表面温度、空气状态温湿度的关系进行分析,通过饱和水蒸气分压力与温度的关系引入Lewis关系,将对流质交换系数用对流换热系数的函数关系表示,饱和水蒸气分压力用温度的函数关系表示,进而将潜热交换量表示成对流换热系数、壁面温度及风流状态露点温度的函数,将对流显热交换量与潜热交换量的计算有机结合;并针对高温矿井的客观条件,对潜热交换量计算式进行了适度的简化与误差修正,得出了精度满足工程计算要求的潜热及全热量简化计算式。同时分析了不同情况下全热简化计算式计算出的净热交换量的传递趋向,明确了不同矿井巷道表面温度及风流温度下,巷道表面水分蒸发需热量的取向。     

地下铀矿山留矿法采场受限空间内氡迁移的数值模拟

为研究铀矿山留矿法采场氡迁移规律,依据留矿法采场的构造和物理几何尺寸,建立了受限空间内颗粒堆积型射气介质气体流动的数学模型和氡迁移方程,以10 m和20 m高爆破矿堆为对象,采用计算流体力学(CFD)方法,研究了不同通风条件下采场中氡的迁移规律。结果表明:1)采场下行通风方式降低矿堆上部作业空间氡浓度的效果优于上行通风方式,但对采场运输巷道氡浓度的效果相反;采场排风氡浓度与采场通风风量成反比,氡析出份额与通风风量成正比;2)在相同通风风量下,10 m高爆破矿堆与20 m高爆破矿堆氡析出份额之差随通风风流量增长而逐渐缩小;3)均压通风对渗透率高(k=1×10-8m2)的采场排风氡浓度、矿堆氡析出份额有明显影响。