金属矿山掘进巷道新型通风除尘系统研究与应用

为了减少掘进巷道的粉尘危害,以某金属矿掘进工作面为研究对象,经过现场调研和理论分析,研究开发了1种适合掘进巷道的新型通风除尘系统。介绍了新型通风除尘系统的结构和工作原理,并将该通风除尘系统应用于掘进巷道的粉尘治理,对该系统在掘进巷道的应用效果进行现场测定。研究结果表明:该通风除尘系统将压风筒布置在巷道中心位置的顶部,抽风筒布置在巷道两侧的呼吸带高度,使得掘进工作面的风流位置控制在1.5 m之下,保障了作业人员的职业健康。系统的湿式除尘风机对掘进巷道粉尘除尘效率达到了91%以上,彻底解决了掘进巷道粉尘污染问题。同时该系统能够实现按需通风除尘,净化后的风流可以循环利用,节能效果显著,在金属矿山掘进巷道生产系统具有较好的应用前景。     

掘进巷道停风期间瓦斯超限应急处置技术研究*

为解决掘进巷道停风导致的瓦斯浓度超限问题,提出1种利用瓦斯抽采管路进行局部抽出式通风的应急处置技术措施,并采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对比分析掘进巷道停风期间采取应急处置技术前后的掘进巷道瓦斯浓度分布规律和防治效果。结果表明:对掘进巷道内现有的瓦斯抽采管路进行改造,在掘进巷道停风情况下利用瓦斯抽采管路中的负压对掘进巷道进行临时抽出式通风是1种有效的瓦斯超限应急处置技术;负压通风量的大小应依据生产现场的实际状况进行决定,掘进巷道若能在37 s内恢复正常通风,则可选取较小的负压通风量(5 m³/min)进行临时通风;若超过37 s仍不能恢复正常通风,则应选取较大的负压通风量(>5 m³/min)进行临时通风。     

独头巷道中利用可控循环风通风的试验

可控循环风在国外的矿山掘进巷道及采区工作面的粉尘控制方面得到了成功的应用,取得了良好的通风与节能效果。但国内尚处于试验阶段。1 可控循环风的利用 图1是工作面排尘通风利用可控循环风的原理示意。设工作面的产尘强度为F（kg/s）,新风入风量为Qi（m~3/s）,循环风量为Qr（m~3/s）,工作面的粉尘浓度为n（kg/m~3）,新风中初始含尘浓度为n_0（kg/m~3）,除尘器效率为η（％）。     

单巷单机掘进通风系统阻力数值积分法研究

基于计算流体力学和积分基本原理,将单巷单机掘进通风系统的总阻力划分为风筒阻力、掘进头阻力和均匀流巷道阻力三部分,并用不同的方法分别计算这三部分的阻力:掘进头阻力用数值模拟计算,风筒阻力和均匀流巷道阻力用积分求解,从而形成计算单巷单机掘进通风系统总阻力的数值积分法,以此来计算某矿的掘进通风系统阻力,且与常规方法计算的结果进行比较。比较发现:常规方法计算单巷单机掘进通风系统的总阻力不够准确,在于其忽略了掘进头阻力和均匀流巷道的阻力,而这两者阻力之和对掘进系统总阻力影响较大,不容忽视;用数值积分法计算则更加准确。     

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。     

掘进巷道热环境与通风效率数值模拟研究

井下工作面必须应用通风系统。采用数值模拟技术分析了两种通风方式下,不同风口布置的掘进巷道内空气龄、空气流速和热舒适性指标PMV值的分布情况。根据模拟结果对掘进巷道通风模式的选择提出了建议。结果表明,长距离送风和短距离抽风方式是最有效率的通风模式。压入式通风方式的风口应布置在距掘进头10 m附近,抽出式通风方式抽风口应布置在距掘进头2m范围内。在相同的送风条件下,可增大短距离抽风方式下的送风温度,以提高掘进巷道内热舒适性和降低能耗。     

掘进巷道通风降温试验及数值模拟研究

通过对夏甸金矿-652 m水平掘进巷道进行通风降温试验,运用Comsol对试验巷道进行模拟,研究通风过程中掘进巷道内速度与温度的变化规律。研究结果表明,局部通风在30 min内即可达到较好的降温效果。通风前巷内气温超过28℃且分布紊乱,通风后巷内气温降至28℃以下,巷内流场和温度场也变稳定了;Comsol模拟局部通风时,掘进巷内距掌子面越近,温度越低,风速越高,降温效果越明显;受岩壁热交换及摩擦阻力的影响,同一巷道断面温度呈四周高中间低分布,风速呈四周低中间高分布。对比模拟与实测验证了Comsol模拟结果的准确性,为通风降温现场实际应用提供依据。     

基于PMV指标的掘进巷道通风效果的数值模拟

以某高温掘进巷道为研究对象,研究不同通风方式下巷道内气流的速度场、温度场及人体热舒适性指标(PMV)场的特征.根据计算流体力学(CFD)理论,建立带浮升力效应的湍流模型;分析掘进巷道模型的边界条件;并对压入和抽出两种通风方式下巷道内气流的速度场、温度场和PMV场进行模拟计算.计算结果表明,压入式通风克服了抽出式通风气流紊乱的缺点,其速度场分布符合受限贴附射流规律;在巷道同一截面不同高度处的温度梯度不超过3 ℃;PMV平均值为0.49,范围为-0.7～0.7,均属人体感觉舒适范围,能更好地满足人体热舒适性要求.本研究可为高温掘进巷道通风方式的选择提供参考.     

矿用耐崩风筒在掘进迎头的性能研究

进行矿用风筒现场应用的实际性能实验，可以全面直观的检验风筒的通风性能和抗炮崩能力，对于风筒产品的质量考核和掘进迎头的通风安全具有重要意义。本文针对新型Kevlar耐崩风筒，研究矿用风筒性能的判定指标和检测方法，并在全岩巷道掘进工作面、半煤岩巷道掘进工作面以及全煤巷道掘进工作面进行Kevlar风筒现场应用实验，与我国目前矿山普遍使用的玻纤布风筒的现场应用进行对比，从物理机械强度、通风性能以及掘进成本等方面分析Kevlar耐崩风筒的实际性能，研究Kevlar风筒替代玻纤布风筒的可行性。经过现场应用的实验和检验，Kevlar风筒比目前国内应用的玻纤布风筒性能优越，具有经济、安全、耐用、便捷的特点。     

新型矿用湿式除尘器的研制与应用

在分析现有机械化掘进工作面除尘器结构特点和使用中所存在问题的基础上，经大量实验研制了适于井下掘进工作面的高效、实用的矿用湿式除尘器；通过对该种除尘器性能进行详细的实验研究，建立了除尘器性能的经验和半经验公式；确定了在掘进巷道中使用除尘器应采用长压短抽的通风方式。     

双压入贴附送风在高温巷道掘进中的降温规律研究

为量化研究高温矿井深部开采掘进巷道在抽压混合通风中设备布置及风量分配对降温效果的影响规律问题,利用AN-SYS-FLUENT软件数值模拟掘进巷道通风降温模型.首先,提出双压入式混合贴附通风降温思路,并分别建立传统抽压混合通风与双压入式混合通风的巷道三维几何模型;然后,进行6组不同设备布置及风量分配的降温方案对比实验;最...     

综合机械化掘进机组在东怀煤矿的成功应用

广西百色矿务局敢为人先，于2004年11月20日率先在广西乃至中南五省区煤炭行业第一个引进多台综合机械化掘进机组投入东怀煤矿掘进巷道。东怀煤矿使用综掘机组两年多来，创造了许许多多的神奇东怀第一，打破了中软岩岩层不宜使用综掘设备掘进巷道的偏见。快速、大断面的巷道掘进，为东怀煤矿上马综合机械化采煤、为综采工作面正常接替、为矿井优良的通风环境、为矿井取得良好的经济效益等提供了坚实的保障。同时为广西同类型地质条件的矿山、公路、巷道施工积累了经验。     

用引射器进行独头巷道通风

西伯利亚的许多矿山,在采用高威力炸药进行爆破后,使独头巷道的工作面以每循环2.0～2.5米的速度向前掘进,因此,需要创造更良好的通风条件。但是,现行的规程仍要求风筒末端距工作面不大于10米,因而,通风设备经常受到冲击波和爆破飞石的破坏。解决办法是广泛使用新研制的引射器,     

煤巷掘进过程中粉尘浓度影响因素分析

为了掌握煤巷掘进过程中粉尘浓度变化的影响因素,根据气固两相流理论,针对矿井掘进工作面的特点,采用计算流体力学的离散相模型（DPM）考察了掘进巷道风速、风筒直径、风筒出风口到掘进工作面距离以及风筒的悬挂高度对粉尘浓度变化的影响。结果发现：当掘进巷道风速为0.25-4 m/s时,提高巷道内的通风风速,可以降低巷道内的粉尘浓度,缩短呼吸性粉尘浓度达到稳定的时间,减小工作面粉尘的危害;有利于通风除尘的风筒相关参数为风筒直径0.4-0.6 m、风筒出风口到掘进工作面距离6-7 m、风筒悬挂高度2.0-2.2 m。     

直眼中深孔爆破在坚硬岩中的应用

一、前言 永安仙亭煤矿的井巷掘进施工长期以来均采用斜眼(锲形、锥形)掏槽、浅孔多循环的钻爆方式.该掘进工艺炮孔深度浅(一般为1.2～1.5m),炸药能量利用率低,巷道成形差,围岩爆震裂隙大,装药联线、放炮通风等辅助工序占用时间长,一旦遇坚硬岩性或塑性较大的岩性,掏槽效果极差,往往使用多次掏槽的方法以提高爆破效果,材料消耗极大,又给安全留下隐患.     

对掘进巷道通风获风量测点布置的看法

矿井通风中掘进巷道局部通风的风量应该是按需分配的。但在生产实际中,作业面获得的风量 Q_获与需要的风量 Q_需之间存在 Q_获>Q_需、Q_获=Q_需和 Q_获相似文献   

掘进巷道粉尘控制技术的研究

针对掘进巷道的特点,研制了一种高效实用的自激式水浴水膜除尘器,并对其结构、除尘过程和与掘进机相配套的方式进行了研究分析。还对掘进巷道中的产尘源进行了调查和分析,认为掘进巷道的防尘方法：应先采用掘进机头的内外喷雾,然后采用长压短抽的通风除尘系统和利用除尘器将含尘空气进行净化;对转载点除尘采用简易闭密罩加喷雾;对巷道周壁的粉尘采用喷洒粘尘剂固尘,才能有效地降低整个巷道的粉尘浓度。     

独头巷道爆破后氡及炮烟的运移规律

为有效指导铀矿井下独头巷道掘进面爆破后通风排氡与排炮烟的设计与管理,基于质量守恒定律和置换通风理论,建立独头巷道内抛掷空间和风流末端氡及炮烟浓度随通风时间变化的计算模型。分析岩石铀品位、通风风量、岩壁氡析出率和巷道长度对氡浓度的影响,以及通风风量对炮烟浓度的影响。利用所建模型,分别提出满足氡浓度和CO浓度限值条件下,独头巷道排氡与排炮烟的理论最短通风时间的计算方法。结果表明:在相同参数条件下,由最短通风时间计算方法得到的排炮烟与排氡时间有差异,建议巷道爆破后的最短通风时间取二者中较大值。     

压入式局部通风倾斜巷道掘进工作面瓦斯分布规律

运用Fluent软件对压入式局部通风倾斜巷道掘进工作面瓦斯分布进行了模拟.比较了向上掘进和向下掘进巷道中瓦斯分布的不同;分析了风量对向上、向下倾斜掘进巷道中瓦斯分布的影响;研究了消除瓦斯高浓度区域向上、向下倾斜巷道所需风量的差别.结果表明:当条件相同,即风筒出口平均风速、倾斜角度和迎头瓦斯涌出量相同时,向上倾斜掘进工作面的高浓度瓦斯区域比向下倾斜时的高浓度瓦斯区域大;当回风流中瓦斯平均浓度不变时,随着风量和瓦斯涌出量的增加,由于风量的增加使到达迎头的风速变大,使空气和瓦斯混合得更加均匀,向上倾斜掘进工作面的高浓度瓦斯区域和向下倾斜的高浓度瓦斯区域之间的差距逐渐减小.消除高浓度瓦斯区域所需的风筒出口风量向上倾斜掘进巷道比向下倾斜掘进巷道大.     

抽出式通风煤巷掘进过程中粉尘浓度分布规律的数值模拟

根据气固两相流理论，针对矿井掘进工作面的特点，采用计算流体力学的离散相模型（DPM）对掘进工作面通风过程中粉尘浓度进行数值模拟，总结抽出式通风掘进巷道中粉尘浓度的沿程分布及变化规律。