滚筒设计参数对粉尘爆炸率影响的研究

利用所建立的数学模型,以国产某型滚筒式采煤机为例,采用计算机模拟的方法,得到了采煤机最大切屑厚度、每线齿数、牵引速度、截线间距、滚筒转速、滚筒直径、叶片头数以及煤岩破碎性能指标与粉尘爆炸率之间的关系曲线,通过分析,确定了各参数对粉尘爆炸率的影响,为预测采煤机工作对粉尘爆炸率的影响、完善采煤机工作性能的评价体系,为改进机器设计、减小采煤机的截割粉尘、降低粉尘爆炸率、提高煤炭生产的安全性提供理论依据。     

采煤机滚筒参数优化及其对摇臂安全使用性能影响

为降低采煤机滚筒工作时的截割比能耗和载荷波动,以提高采煤机安全使用性能,优化设计采煤机滚筒直径、叶片螺旋升角以及滚筒截深等参数。通过建立优化目标函数和约束条件,以改进的遗传算法为优化问题的求解算法,对采煤机滚筒参数进行多目标优化;使用有限元软件和疲劳寿命分析模块分析优化前后采煤机摇臂的应力分布和疲劳寿命循环次数,分析优化前后滚筒工作载荷对采煤机摇臂安全使用性能的影响。研究表明:优化后的采煤机滚筒比能耗值指标平均降低45. 6%,载荷波动系数指标平均降低1. 3%;优化后的摇臂壳体应力极值相比优化前的极值降低12. 34%,滚筒参数优化后,滚筒载荷波动被降低,从而使摇臂壳体应力同步降低,低于设计的安全许用应力;臂壳体各薄弱点的疲劳寿命循环次数满足采煤机设计的使用寿命要求;滚筒参数优化改善了采煤机摇臂的安全使用性能。     

煤岩破落过程中螺旋滚筒的可靠性研究

为了研究采煤机螺旋滚筒的可靠性,以散体力学理论与刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,利用EDEM软件,建立了采煤机截割部与煤壁耦合的离散元仿真模型,分析了牵引速度与装煤率之间的关系,提取了煤岩破落过程中螺旋滚筒的工作载荷并验证了其可靠性,通过ADAMS动力学仿真分析,并找出了滚筒在工作过程中的应力分布规律。研究表明:滚筒应力随着牵引速度的增大而增大,但装煤率出现先增大后减小的规律,在保证采煤机可靠性的前提下,牵引速度控制在8 m/min左右有较高的装煤率。     

采煤机多参数耦合匹配优化智能降尘控制研究

为实现对采煤机截割煤岩过程中粉尘质量浓度的最优控制,开发一种基于多参数耦合匹配优化的采煤机智能降尘控制方法。以最低粉尘质量浓度为目标,以牵引速度、滚筒转速以及截割深度为变量,建立采煤机最优降尘控制的多参数耦合优化匹配模型;采用迭代优化方法,结合优化终止判定条件,得到最低产尘量时的采煤机多工作参数优化结果。采用综采面3机配套模型进行截割控制与测试试验。结果表明,在采煤机多参数迭代优化过程中,粉尘质量浓度快速下降收敛,优化前后粉尘质量浓度分别为632和158 mg/m3,降尘效率达到75%。     

长壁法采煤粉尘的控制

1960年以来,美国煤矿用长壁法采煤的持续增加。已有108种开采方法。长壁开采法的优点是,生产效率比较高,能提高安全性,煤的回收率较高。但是,呼吸性粉尘危害严重影响了长壁法采煤的全面推广。从1980年起,美国矿业局开始研究控制长壁采煤工作面作业人员接触呼吸性粉尘的有效方法。研究表明,几种控制方法联合使用能更好地控制尘源。这些方法包括减少粉尘的产生,稀释粉尘,捕尘或降尘,以及个体防护。一、控制粉尘的方法 1.截煤机清洁器某些设计不合理的安装在截煤机上的喷雾装置,其喷咀喷出的雾正对着进风侧滚筒的截割和装载区域,把粉尘带离工作面和滚筒,与清洁的进风混合(图1a),通过截煤     

综采机组隔尘风帘的设计与应用效果研究

受民用建筑大门空气幕的启发 ,将“洁净空调技术”中的“洁净棚理论”,创新并应用于综采工作面的防尘工程 ,设计了能阻止采煤机在截煤过程中产生的呼吸性粉尘向司机处扩散的隔尘装置——风帘。此革新装置的原理和作用是以形成透明的“空气幕墙”将采煤司机工作区与采煤机截煤区分隔 ,阻止呼吸性粉尘向司机处扩散。在邢台矿务局葛泉煤矿 132 6综采工作面进行的现场试验表明 :该装置对呼吸性粉尘有较好的隔尘效果 ,平均隔尘效率为 72 %以上。     

高压喷雾降尘技术在采煤机上的应用

80年代以来,随着我国煤矿机械化水平的不断提高,开采强度的不断增大,出现了许多高产、高效矿井,为煤矿带来了巨大的经济效益。但是,随之而来的粉尘产生量也急剧增加。据统计:采煤工作面采煤机割煤时的瞬时粉尘浓度达1000～3000mg/m~3,最高时达6000mg/m~3以上。粉尘的危害已严重地影响到矿井的安全生产和矿工的身体健康。因此,研究并解决机采工作面采煤机割煤时的粉尘问题,已成为迫在眉睫的首要任务。     

自动喷雾控制降尘装置及其在煤矿中的应用

随着煤矿机械化和自动化程度的提高,煤矿井下粉尘危害日趋严重。采煤工作面采煤机割煤时的瞬时粉尘浓度达5～6g/m~3,最高达10g/m~3以上;掘进工作面掘进机掘进时粉尘浓度达3～4g/m~3,最高达6g/m~3。粉尘严重污染作业环境,工人长期处于该环境下作业易患职业尘肺病。此外,还易引起煤与瓦斯爆炸,因此必须有效治理     

截齿与煤尘

煤尘是煤矿生产的主要灾害之一。矿井煤尘主要产生在机械化采掘工作面。在采煤机和掘进机截齿割煤过程中,特别是采煤机在斜切进刀时,工作面运输机弯曲或向煤壁侧上仰、下扎时,由于截齿不能正向割煤,产生的煤尘就更大。 多年来,我一直担任综采工作面采煤机司机,使用过我国、西德和波兰的三类型采煤机截齿。根据现场比较,在同样的设备和生产条件下,虽然三种微齿同属径向截齿,但产生的煤尘量不同。通过观察割煤时截齿的工作状态和运动轨迹,我认为产生煤尘量的大小与三种截齿的几何形状有着直接的关系。 我国和两德产采煤机的截齿,是在顶上有一…     

大采高综采工作面风流-呼吸带粉尘分布数值模拟

为了研究大采高综采工作面在多工序、多尘源情况下的呼吸带范围粉尘质量浓度分布,运用Fluent软件对井下大采高综采工作面风流分布、粉尘运移、呼吸带高度范围粉尘质量浓度分布进行模拟研究,并结合现场实测对比分析.结果 表明,采煤机械设备的影响使得工作面空间体积发生突变,造成采煤机附近局部风速增大,并且在采煤机下风侧附近产生3 m/s的湍流.湍流使得运移到此处的粉尘发生扩散,致使湍流下风侧呼吸带粉尘质量浓度剧烈升高十几倍.根据实测数据与模拟结果对比分析:采煤机下风侧10～20 m是粉尘防治的重要区域;而在采煤机下风侧30 m以后的范围,巷道中心部位呼吸带高度粉尘受风流影响漂浮在空中而不易沉降,导致粉尘质量浓度居高不下,此范围也是重点防尘区域.     

灵泉煤矿粉尘浓度分布规律的实测研究

为解决大流量工序定点短时测尘结果与工人实际接尘情况存在差距的问题,本文对综放工作面粉尘浓度现场测量,应用全工班呼吸性粉尘监测方法进行测尘。在实测和分析的基础上,采用平均数、标准差、累计百分比等统计学方法对监测结果进行了深入的分析,得出了综放工作面粉尘浓度的分布规律。以一定初速度从滚筒割煤处抛出的粉尘,在风流作用力、重力、底板和煤壁的吸附以及对落尘的反弹作用下沿程扩散。靠近底板和煤壁处的总粉尘浓度沿程分布曲线是双峰型曲线,距底板和煤壁较远处的总粉尘浓度沿程分布曲线是单峰型曲线。按粉尘粒径大小,双峰型总粉尘浓度沿程分布曲线可以分为两个区域,一个是可沉降的大颗粒粉尘为主的区域,另一个是难以沉降的微细颗粒粉尘为主的区域。从而有利于矿山管理者有的放矢地采取防尘措施,减少投资,提高效率,确保劳动者健康。     

综采面高压注水联合高压喷雾二级防尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区新安矿综采工作面的实际状况,采用现场煤层高压注水实验方法,研究了高压注水条件下煤体增湿的规律;运用注水实验数据进行反演数值试验,优化煤层高压注水数学模型内部参数,利用注水数值模拟试验确定了综采工作面煤层高压注水减尘技术的最优参数;运用了高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法,分析确定了综采工作面采煤机外置高压喷雾降尘的最优参数,研发了孔径为1.2 mm的7孔高压集成喷嘴。新安二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾二级防尘技术应用效果表明:通过二级联合防尘措施,工作面全尘去除率高达96%,呼吸性粉尘去除率高达94%。     

综采面高压注水联合高压喷雾二级防尘技术研究

综采工作面的粉尘防治一直是煤矿安全工作的重点和难题之一。结合双鸭山矿区新安矿综采工作面的实际状况,采用现场煤层高压注水实验方法,研究了高压注水条件下煤体增湿的规律;运用注水实验数据进行反演数值试验,优化煤层高压注水数学模型内部参数,利用注水数值模拟试验确定了综采工作面煤层高压注水减尘技术的最优参数;运用了高压喷雾降尘效率模型数值模拟方法,分析确定了综采工作面采煤机外置高压喷雾降尘的最优参数,研发了孔径为1.2 mm的7孔高压集成喷嘴。新安二矿、三矿煤层高压注水联合高压喷雾二级防尘技术应用效果表明:通过二级联合防尘措施,工作面全尘去除率高达96%,呼吸性粉尘去除率高达94%。     

综放面煤机水力引射喷雾降尘装置的设计与试验

根据滚筒采煤机割煤产尘扩散机理和水力引射降尘原理 ,优化设计了水力引射喷雾参数 ,研制综放面机载高压水力引射喷雾降尘装置 ,经历 1年多的时间 ,在姚桥矿 70 0 3综放面的工业性试验表明 ,在正常采煤条件下 ,其平均降尘效达 6 7.8%     

新型大采高钻采法采煤机工业试验及工作面安全监测研究

国内外尚没有一种很好地适应厚煤层中小型矿井短壁开采的采煤工艺和综采设备,晋城煤业集团研制的新型高效一次采全高钻采法采煤机及其配套设备可解决这一难题。将新型采煤机在大采高综采工作面进行了工业试验,结果表明,首创"采内放外"采煤工艺的新型钻采法采煤机,具有先进性、低耗能性,经济高效。工作面矿压实测结果表明:工作面老顶为II级老顶,来压显现明显;回采期间,巷道支护效果良好;液压支架工作阻力具有良好的安全储备,能够有效地控制顶板,保证工作面安全,为新型采煤机的安全开采提供设备支持;新型采煤机安全高效开采表明其具有广阔应用前景。     

综采工作面人员操作可靠性与割煤机运行方式的选择与分析

应用人机工程及可靠性理论,分析了连续作业时间和割煤机运行方式对综采工作面人员操作可靠性的影响,建立了割煤机运行方式的优化模型。根据模型所选择的割煤机运行方式,既能提高工作面产量,也能提高人员操作可靠性,有利于综采工作面高效安全生产     

运用本质安全原理预防煤粉爆炸

旨在将本质安全原理与粉尘爆炸(以煤粉爆炸为例)的风险控制联系起来。利用20 L球形爆炸装置的标准测试方法测试煤粉及煤粉-CaCO3混合物的爆炸下限、最大爆炸压力、压力上升速度等爆炸特性。基于本质安全基本原理和试验结果,讨论预防煤粉爆炸的各种基本方法,并重点阐述本质安全原理与粉尘爆炸影响因素、不同的预防方法、过程设备的选择等之间的关系,对已制定的爆炸风险控制措施进行完善和补充。     

基于全工班的煤矿呼吸性粉尘特点的研究

为解决大流量工序定点短时测尘结果与工人实际接尘情况存在差距的问题,本文以山西潞安集团漳村煤矿的综采、综掘、炮掘工作面为主要监测点,应用全工班呼吸性粉尘监测方法进行测尘。采用平均数、标准差、累计百分比等统计学方法对监测结果进行了深入的分析。对现有防尘措施从改善工人实际接尘情况的角度进行了评价,提出了合理化建议。从而有利于矿山管理者有的放矢地采取防尘措施,减少投资,提高效率,确保劳动者健康。