煤矿井下喷雾降尘影响因素的试验研究

为提高煤矿井下喷雾降尘效率和改善作业环境,研究相关影响因素与降尘效果间的关系.基于自行设计的喷雾降尘试验系统,采用粉尘质量浓度测定仪对井下常用的螺旋形压力喷嘴在不同喷雾压力、喷嘴直径、风流粉尘质量浓度及巷道风速下的降尘效果进行了系统的测定.结果表明,1)随喷雾压力增加,全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均不断增加;但当喷雾压力增加至8 MPa后,继续提高喷雾压力,降尘效率的提高不明显.2)在相同喷雾压力下,随喷嘴直径增加,全尘降尘效率不断增加;而呼吸性粉尘降尘效率先增加后减小,在喷嘴直径为1.5 mm时达到最大值.在耗水量相同的情况下,随喷嘴直径增加,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均下降.3)在井下喷雾降尘中,当耗水量不受限制时,为同时确保全尘和呼吸性粉尘的降尘效率,选择直径为1.5mm的喷嘴较为合适;当耗水量受限制时,宜选择直径为1.2mm的喷嘴.4)随风流粉尘质量浓度增加,全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均有所提高.5)随巷道风速增加,全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均呈现一定程度的下降,且巷道风速对呼吸性粉尘的影响更为明显.对于煤矿井下喷雾降尘,工作面风速对全尘降尘效率的影响并不明显,但对呼吸性粉尘降尘效率有较大的影响.     

焊接作业厂房烟尘扩散规律研究与响应面分析

为研究焊接烟尘在多因素耦合作用下的扩散规律，通过在某小型焊接车间进行实验，将不同温度、湿度、风速3种影响因素进行耦合分析，测定不同环境条件下焊接车间内的烟尘浓度。采用Design Expert软件进行Box Behnken实验设计，构建电焊焊接烟尘浓度在3因素3水平条件下的二次回归响应曲面模型，通过研究二次模型实验因素间交互作用，了解二次项对烟尘浓度影响因素的排序，并简要分析电焊烟尘的治理措施。研究结果表明:温度、湿度、风速3个因素均为显著影响；二次项显示因素影响RhV（相对湿度与风速）>TRh（环境温度与相对湿度）>TV（环境温度与风速）。     

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。     

溜井泡沫抑尘剂的研制及其抑尘性能实验研究

矿山溜井卸矿过程中产生的大量冲击性粉尘已成为矿井可呼吸性粉尘的主要来源,为了有效解决溜矿井卸矿时产生的大量冲击性粉尘,基于泡沫抑尘的机理,研究了发泡倍数和半衰期两个指标进行优选实验,通过正交法和单因素法优选出最佳的泡沫抑尘配方为十二烷基硫酸钠、月桂酸钠和聚丙乙酰胺,各成分的质量浓度分别为0.6%、0.8%与0.4%。结果表明,通过模拟溜井卸矿测得不同泡沫高度的抑尘效率在85%~95%之间,呼吸性粉尘的抑尘效率为87%左右,其时效性可达2h以上。     

直通导叶式微型旋流管组分离效率实验

在矿井井下工作面等粉尘浓度较大的作业场所,直通导叶式微型旋流管组除尘器可满足受空间限制作业场所的初效除尘要求。为研究直通导叶式微型旋流管组的除尘性能,在不同粉尘浓度和抽气率条件下,对直通导叶式微型旋流管组的分离效率进行实验,并对其进气口、排尘口和气流出口的粉尘粒径、形貌进行测试分析。结果表明:直通导叶式微型旋流管组对d50大于14.34 μm的粉尘分离效果较好;当粉尘浓度在200~600 mg/m3、抽气率在0%~5%,直通导叶式微型旋流管组分离效率随着抽气率的增加而逐渐增加;粉尘浓度在600~1 200 mg/m3时,直通导叶式微型旋流管组在抽气率为5%时分离效率可达94%。     

采煤工作面粉尘状况与防尘工作重点

本文介绍了近几年来对我国部分煤矿采煤工作面粉尘状况的调查,测试和煤矿粉尘粒度分布分析结果。通过测试分析证明,不同煤种的煤被外部能量破碎时,它的产尘量、产生的粉尘的粒度分布及粉尘中呼吸性粉尘含量不同;各种煤直接破碎产生的粉尘和矿井空气的浮游粉尘的粒度分布均符合罗辛——拉姆勒(Rosin——Rammlar)分布规律;采用一般常规防尘措施(如煤体注水、洒水、喷雾降尘等),对粒度较粗的粉尘有一定降尘效果,可改善粉尘作业环境,而对工人身体健康影响较大的呼吸性粉尘降尘效果不显著,造成矿井浮游粉尘中呼吸性粉尘含量增加。为此,今后防尘工作重点应加强对呼吸性粉尘控制技术的研究,推广、应用对呼吸性粉尘除尘效率高的防尘措施,大幅度降低矿井中呼吸性粉尘.使煤矿尘肺病发病率有较大降低。     

基于FDS的风速对矿井火灾蔓延规律的影响研究*

为研究不同风速与火源功率共同作用下矿井火灾蔓延规律的变化,以安源煤矿378工作面为研究对象,建立FDS矿井巷道火灾全尺寸模型,设置火源功率分别为3,6 MW,风速分别为0.25,1.25,2.25,3.25 m/s的8种工况。研究结果表明:相同风速下,巷道内温度及相同位置CO浓度值随火源功率增大而升高,巷道内能见度随火源功率增大而降低,且火源功率越大,能见度降到零的火灾区域越大;相同火源功率下,巷道内温度及相同位置CO浓度值随着风速增加而升高,能见度随风速增加而降低;火灾蔓延速率与风速成正比,风速的增大加速下风向火灾的发展,但会减缓上风向火势的蔓延。     

开放性粉尘时空分布的数值模拟研究

工程爆破常在开放空间中进行,因其产生的粉尘会对爆源周围环境造成影响,所以受到了广泛关注。为阐明工程爆破产生的粉尘的时空分布特征,基于相似性原理建立了二维几何模型,使用ANSYS Fluent仿真软件对爆破粉尘在不同环境风速下的时空分布进行了数值模拟。结果表明：在静风状态下,近尘源区域中的爆破粉尘自由缓慢扩散,空间分布范围小;当环境风速分别为1、2.45、5、10 m/s时,粉尘粒子均随气流扩散,且风速越大,粉尘粒子运移越快,空间分布范围越广;在近壁面区,受壁面摩擦影响,气流形成一涡旋卷吸区,涡旋卷吸区内粉尘浓度高,停留时间长,是高污染区,也是爆破粉尘防治的着力点。     

脉冲供电对电旋风除尘性能的影响研究

介绍了一种直筒式脉冲电旋风除尘器,研究了供电方式、电压、风速、粉尘浓度及粒径对其除尘效率的影响。结果表明,除尘效率随着脉冲电压的增加而增加,随着入口风速的增加而降低,随着粉尘浓度的增大有所增加,脉冲供电能显著提高电旋风器的分级效率,对于粒径小于2μm的粉尘,分级效率提高了25.7%。     

个体采样测定煤矿井下粉尘浓度的试用

平顶山矿务局被选定为煤炭系统进行粉尘浓度个体采样的试点单位,对粉尘浓度、粉尘分散度和粉尘中游离二氧化硅含量进行测定,采样地点选在平顶山矿务局一矿。进行试点采样的工作场所的气象条件是:岩石掘进工作面气温27.3℃,相对湿度98%,气压103.5kPa,风速0.58m/s;采煤工作面气温28.7℃,相对湿度96.7%,气压     

乌兰木伦矿辅运上山雾气成因分析及解决措施研究*

为研究神东集团乌兰木伦煤矿1-2煤辅运上山内雾气成因,采用数值模拟方法研究进风温度、湿度、风流量等对巷道气候参数的影响。研究结果表明:不同工况下巷道内空气温度均趋近于围岩温度;冬季工况沿巷道走向相对湿度先增加后减小,随进风温度的升高巷道内相对湿度变化幅度减小;夏季工况巷道内相对湿度增加后趋于稳定,随进风相对湿度的升高而升高;巷道内相对湿度随进风速度的增加略有减小。1-2辅运上山起雾是由于风流从进风井至巷道距离过长,造成风流大量吸湿,当风流在1-2辅运上山上行时风流温度降低,风流中携带的水蒸气析出,出现雾气;通过在风路分支设置风窗,风流方向由上行改为下行,可有效解决巷道起雾现象。     

掘进面出风口风流与风幕调控下的粉尘分布响应曲面优化研究*

为了解决煤矿掘进面风筒出风口参数不能动态变化,而传统风幕全断面控尘效果不理想引起的粉尘浓度高等问题,通过分析风幕和出风口参数对粉尘分布规律的影响,以此得到合理的出风口风流与风幕综合调控方案,降低粉尘浓度。以陕西神木柠条塔煤矿N1212巷道为研究对象,利用Fluent软件建立出风口风流与风幕综合调控的粉尘场有限元模型,设计出风口风流及风幕综合调控响应曲面实验,得到最佳综合调控方案为:风幕射流出口宽度为0.16 m,风幕射流出口速度为6 m/s,出风口口径为0.9 m,出风口右偏角度为3°。搭建相似模拟实验平台来验证最佳综合调控方案,研究结果表明:调控后回风侧行人呼吸处和司机位置处粉尘平均浓度分别降低89%和81%,有效改善掘进面作业环境。     

Mine rescuers’ heat load during the expenditure of physical effort in a hot environment,using ventilated underwear and selected breathing apparatus

Mine rescuers’ heat load under the same physical effort load (25% of the maximal oxygen uptake), using three types of breathing apparatus, in newly developed heat-removing underwear and outerwear was assessed for typical work conditions of mine rescuers, under milder and harsher ambient conditions of 32 and 38?°C, respectively, both at relative humidity of 85% and air velocity of 1.0?m/s. Expending physical effort at the same load while using different kinds of breathing apparatus resulted in a similar heat load. Under both milder and harsher ambient conditions, heat storage and sweating intensity were greater than the average limit value recommended by hygienic standards, which indicates that the use of breathing apparatus significantly hinders heat exchange with the environment. The developed clothing for mine rescuers was highly rated, and was considered by most people to be better than that used currently.     

道路常亮型LED补光灯对驾驶人员的视觉影响

为研究道路常亮型LED补光灯对安全驾驶的影响,通过实测道路现场光照数据构建室内眼动实验,分析不同照度下被试者瞳孔大小的变化和视觉感受变化特征,为道路常亮型LED补光灯的照度设置提供依据。结果表明:道路常亮型LED补光灯光照强度变化对驾驶人员视觉有影响,光照强度从100×10-1 lx变化到700×10-1 lx时,被试者瞳孔逐渐缩小,但能看得清目标;光照强度从700×10-1 lx变化到1 700×10-1 lx时,被试者瞳孔进一步缩小,瞳孔缩小至约3.5 mm时开始看不清楚目标。为减小道路常亮型LED补光灯对驾驶人员的视觉影响,道路常亮型LED补光灯的照度应该设置在700×10-1 lx以下。     

空气湿度对煤自燃特性影响的试验研究

为研究空气湿度对煤自燃特性的影响,运用程序升温试验台,在不同环境湿度条件下,对黄陵2号矿4#煤层煤样进行程序升温,分析不同温度下的气体成分,计算煤样在不同温度和湿度条件下的耗氧速率、CO和CO_2产生率,以及煤氧化的表观活化能。结果表明:与在干燥的空气中氧化相比,煤在加湿空气中的耗氧速率、CO和CO_2产生率升高,活化能降低,表明加湿有利于煤自燃;随空气湿度增加,煤体的耗氧速率、cO和CO_2产生率先升高后降低,活化能先降低后增加,表明存在一个最容易使煤氧化自燃的临界空气湿度;黄陵2号矿4#煤层煤样的临界相对湿度为25%左右。     

矿山溜井口粉尘分布特征及治理技术研究*

为解决矿山溜井卸矿过程中粉尘浓度高、现有粉尘治理效果不佳的难题,以某金属矿溜井为研究对象,采用现场实测、理论分析等手段,分析溜井卸矿时粉尘的产生机理、粉尘浓度及粒径分布特征。基于溜井口产尘现状,研发新型复合除尘净化系统,并在该矿山溜井口开展现场试验研究。结果表明:该系统运行后对溜井粉尘除尘效果显著,进化后气流的粉尘浓度控制在2 mg/m3以内,可作为井下通风系统的进风风流,有效地提高了矿井通风系统风流利用率,在矿山生产系统具有广泛的应用前景。     

煤矿用多级过滤防尘面罩的设计及试验研究

为解决传统防尘面罩容尘量低、在高浓度粉尘环境有效使用时间短的问题,提出1种基于轻质微球的多级过滤防尘面罩.该防尘面罩第1级采用轻质微球,不仅能够提高面罩的孔隙率、增加容尘量,而且能够实现及时清灰和水洗的功能;第2级采用高精度纤维滤膜,保障吸入空气的质量.采用3D打印对多级防尘面罩进行结构设计,并在煤矿井下进行现场试验....     

改善热轧降尘效率的雾化参数分析*

为提高热轧工作区的雾化降尘效率,研究尘雾颗粒碰撞相关理论,以热轧产生的氧化铁皮粉尘为研究对象,建立基于雾滴粒径、雾滴速度和液体流量多个雾化参数的降尘效率计算模型;分析单一雾化参数对降尘效率的影响;通过实验,测得不同气液压力组合下的雾化参数,运用响应曲面法,分析多个雾化参数耦合对降尘效率的影响。结果表明:降尘效率随着雾滴粒径的减小、液体流量增大而提高,雾滴速度对其影响不明显;多因素耦合时,通过调节气液压力组合来控制降尘效率,结合高温环境对雾滴存活时间的影响分析,当气压0.3 MPa、液压0.5 MPa时,粒径为21～27 μm的粉尘沉降效果最佳,降尘效率达到90%以上,可有效解决热轧车间粉尘污染问题。     

铝粉分散过程中粒径效应的三维数值研究

为了研究不同粒径的铝粉在20 L爆炸测试装置中的分散规律,基于计算模型的非结构网格划分,耦合欧拉和拉格朗日方法,实现了描述可压缩气体演化的时间平均Navier-Stokes方程组和粒子运动的DPM动量平衡方程的求解,获得了不同粒径（25,50和100 μm）的铝粉在20 L爆炸仓内分散的三维时空演化规律。研究结果表明:铝粉粒径的差异对爆炸仓点火中心的湍动能和速度的演化过程影响不显著,但对粉尘浓度的变化率和峰值均具有重要影响;随着粒径的增大,峰值浓度越小,但均高于形式浓度0.25 kg/m3,达到峰值浓度的时间越滞后。