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。     

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。     

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（％）。     

大断面综掘巷道长压短抽条件下粉尘运移模拟

为改善大断面掘进巷道内通风除尘效果,针对龙王沟煤矿副斜井净断面积24.9 m2、供风量1 500 m3/min的情况,采用计算流体软件Fluent,建立长压短抽混合式通风条件下稳态离散相模型(DPM),研究压、抽风筒口相对位置和压抽风量配比对粉尘-风流耦合运移的影响。结果表明,当压入式风筒口到工作面距离为27.5 m,抽出式风筒口到工作面距离为5.0 m,压抽比为1.2时,龙王沟煤矿副斜井大断面综掘巷道内风流稳定,综合除尘效果最佳,模拟结果与现场实测结果基本一致。     

综掘工作面风幕控尘除尘系统数值模拟及试验研究

针对综掘工作面掘进过程中粉尘污染问题,设计了一种新型高效的风幕控尘除尘系统,利用风幕风速衰减试验分析了风幕风速与距出口距离衰减的关系,当风幕末端风速达到2 m/s以上就能够有效控制呼吸性粉尘逃逸,另外,利用数值模拟的方法,对风幕控尘除尘系统工作原理进行了模拟,当风幕初速度为15 m/s、除尘风筒负压为-250 Pa时,风流到达巷道壁时的风速均达到了3m/s以上,风幕控尘除尘系统起到了很好的控尘和除尘作用.并对压入式通风+湿式除尘机除尘的方式进行了数值模拟,压入式通风的风流大部分被除尘风筒吸入,掘进头和压入式风筒与除尘风筒重叠段形成了无风区,大部分粉尘颗粒和瓦斯不能够及时排出,给生产带来了极大的安全隐患.     

基于Fluent的高海拔矿山掘进工作面增氧通风技术研究

为解决高海拔矿山掘进施工中的缺氧问题,基于Fluent软件对掘进巷道的供氧通风进行数值模拟与方案设计。为得到合理的供氧量,分别计算了海拔4 650 m的大气压力和海拔3 000 m大气中氧分压,进而换算出供氧巷道需要达到的氧气体积分数,再结合通风量得到数值模拟所需的供氧量;建立不同的巷道通风模型,通过数值模拟试验得到最优供氧管路布置方案,并在此模型的基础上对供氧量进行优化,并对优化结果加以分析。结果表明:供氧管出口位置对提高氧气与空气混合的均匀程度有极大影响,出口位置应适当降低,且与风筒出口的水平距离不宜过大;掘进巷道在供氧速率为12.46m~3/min时能够达到预定的供氧标准,低于此速率便不能达标,供氧速率过高则造成资金浪费。     

沛城煤矿进风井风流反向原因分析及治理

1 问题的提出 沛城煤矿为小型矿井,采用竖井下山开拓,中央混合抽出式通风。中央风井安装2台4-72-11№20B离心式通风机,1台运转,1台备用。中央风井回风风量24m~3/s左右,扇风机房水柱计读值1.079kPa。东风井安装4-72-11№16B离心式风机,风量约16m~3/s,水柱计读值2.511kPa。 该矿主井与副井闭合回路的局部通风系     

大断面掘进压入式风筒最佳高度的数值模拟

为了确定大断面掘进工作面压入式风筒的最佳安设高度,采用数值模拟方法分别模拟了风筒中心距底板6 m、4.5 m、3 m、2 m以及风筒安设于洞室顶部时,通风20 min后爆破炮烟(CO)的稀释效果,并求解了各种风筒布置情况下不同断面的通风死区比例。结果表明,通风排烟效果最差的情况为风筒固定于侧帮距底板6 m时,其次为风筒固定于侧帮距底板4.5 m时,再次为风筒固定于顶部中央时,风筒固定于侧帮距底板2 m时CO在巷道内的呼吸带高度沿程浓度分布与风筒距底板3 m时差别不大,但风筒中心距底板2 m时容易造成掘进工作面上隅角炮烟和粉尘的积聚。因此,大断面掘进工作面压入风筒最佳安设高度为3 m。     

长距离掘巷局部通风计算风筒中风量风压的一种新方法

长距离掘进巷道通风时风筒进风口和出风口会有大的风量差和风压差。为了选择合理的风机通风,需要研究风筒中风量、风压的变化规律。常规方法是利用经验或实验得到风筒接头平均漏风量,从而计算进风口的风量和风压。但对于长距离通风且每段风筒较小时该方法所计算的参数偏小,会对风机选型造成误差。本文另辟蹊径,根据风量、风压平衡定律,按照非连续性通风网络模型推导出了进风口的风量、风压与出风口处的关系,并给出了简化的近似关系,作为风筒通风参数计算的新方法。结合具体实例,发现参数近似值与精确值高度相似,说明可以利用近似关系进行计算,简单方便;同时比较了按新方法和常规方法计算的风筒进风风量和通风阻力的差异,结果表明长距离掘进巷道的风量风压按新方法计算更为科学。     

FSC—18型节能风机在我矿的应用

辅扇在我矿的应用,主要用于小分区回风系统的排风和阻力大的分支回路的辅助通风。我矿二期扩建后,为解决东部2#群区域的污风排出问题,曾采用2台JBT-28kW风机并联抽出,但风量较小,仅13m~3/s,满足不了通风要求,且能量消耗较大。1986年起改用K系列风机。风量增加到16～28m~3/s,能耗降低30％,基本解决了该区域的通风问题。南部2#风井主扇由于受二氧化硫气体腐蚀和排风道碎砂磨损,机体严重损坏,叶片更换频繁。加上农民在上部闭坑中段采矿损坏通风构筑物,造成上部中段大量漏风,下部作业中段风量减少,通风困难。为了解决     

局扇通风系统的优化设计

在巷道掘进过程中,局扇通风是最常见的通风方式之一。在满足所需风量的条件下,风筒和动力设备是相互制约的。风筒直径大,气流阻力较小,但风筒成本高;反之,气流阻力较大,通风耗电大。可见,衡量局扇通风的经济性,需综合考虑通风设备费和耗电费。目前,局扇通风设计普遍是凭经验选定风筒直径,然后根据相应风筒风阻来选择风机。此法的主要问题就在于没有把风筒和动力设备结合起来考虑,采用的风筒直径不能保证通风的经济性。另外,现有局     

射流附壁效应在矿井巷道掘进通风中的应用

在有除尘装置和局部通风的独头巷道里,为保证风流从掘进工作面向巷道流出,局部通风装置供给的风量要大于除尘装置的吸入风量,而且上述区域的风速要大于排尘风速0.25米/秒。但是,局部通风装置要获得较大的风量是不容易的。克·雷内尔发明的一种利用射流附壁效应的附壁风筒,能够较     

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.     

独巷掘进用水沟通风

我矿在掘进夹界山运输巷道的过程中,开始曾采用局扇风筒抽出的方式进行通风。随着掘进的不断延长、出现风量不足、漏风量大、排烟速度不断减慢等一系     

局部通风风筒直径的选择

应用局部通风提高掘进工作面空气质量是非常普遍的,局部通风的通风效果和经济性与风筒的选择密切相关.从风筒的购置费用、通过风筒局部通风消耗的电费及风筒日常的安装维护费用等最低经济条件下,定量分析了使用经济风筒直径在局部通风系统中的优点,并且得出了经济风筒直径计算式.通过实例验证了经济风筒直径计算式的正确性,获得了工作面所需风量与经济风筒直径的关系.在独头巷道的断面尺寸允许条件下,尽可能采用经济风筒直径进行局部通风,能降低通风能耗、提高风量,达到较好的通风效果.     

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。     

我矿利用水流压头进行循环通风的构想和实践

我矿565米中段的涌水从0963~#回风井引下至450米中段,再由水沟排出地表。565米中段的涌水量为0.16～0.35m~3/s。流量大,落差高,造成该回风天井的风流反向,烟尘下行,严重扰乱了通风系统。为了克服反向风压,我们构想了利用水流压头进行循环通风并和主扇有机结合的方案。一、涌水水流对通风系统的影响我矿通风方式为中央进风、两翼抽出式分区通风(如图1)。两台主扇工作方式均为抽出式。单翼最大需风量为35m~3/s,满足排尘风量19m~3/s的要求。     

高海拔矿山掘进工作面尾气运移规律数值模拟

为了综合描述高海拔矿井掘进工程中内燃机尾气污染的影响范围和扩散规律,为高原矿井掘进工程施工过程中的通风方案设计提供需风量等关键数据,在对高原作业条件下内燃机械的工况与排放规律进行测定分析的基础上,采用Fluent软件对工作面的尾气运移规律进行了数值模拟,得出了掘进工作面需风量与内燃机工作功率之间的量化关系。结果表明:高海拔矿山掘进工作面的主要污染源为内燃机燃烧不充分所造成的CO排放,且其排放量在内燃机额定工况范围内随转速增大而增加;通过数值模拟过程可以得出巷道中风筒出口需风量与内燃机功率呈正相关性,因而高海拔地区矿山的掘进工程中,可以通过增大压入式通风量的方法解决巷道内尾气污染问题。     

湿式纤维栅除尘器的研究与应用

湿式纤维栅除尘器是一种复合除尘机理的新型湿式除尘器,其过滤风速为10～16m/s,阻力为583～1176Pa,对5种不同的工业呼吸性粉尘的除尘效率为90～98%,可在粉尘浓度不大于24000mg/m~3的范围内使用.用这种除尘机理设计的两种风量分别为2800m~3/h 和8200m~3/h 的除尘器,较好地解决了白银露天矿潜孔钻防尘和大冶铁矿独头巷逋双机凿岩的防尘问题.特别是用简便的就地净化循环通风方法就可使独头双机凿岩工作面的粉尘浓度降到2mg/m~3以下.与国内外同类除尘器相比,该除尘器体积小、阻力低,能耗少.     

国外局部通风机发展现状

近年来,局部通风机领域出现了一种明显的趋势,即对大功率局部通风机的需求日益高涨。据苏联统计,1970～1980年间,巷道断面平均增加了1/3,巷道长度500m以上者占总数的30％,1000m以上者增至总数的10％,平均达450m;采准巷道的瓦斯逸出量增长了40％。现在,掘进工作面新风需要量平均为130m~8/min。为此,就必须增加通风机风量及其驱动功率。例如,现代防爆通风机风量,法国达235m~3/min、英国达