井下巷道-矿车系统风流扰动特征规律实验研究*

针对井下巷道-矿车系统易造成巷道风流紊乱、影响矿井通风系统安全稳定性的问题,建立巷道-矿车系统风流扰动模式及影响因素体系,提出表征巷道-矿车系统的风流扰动特征的关键参数,包括巷道扰动风阻、阻塞比、矿车位置,推导矿车运行至巷道不同位置时巷道-矿车系统扰动风阻计算公式,研究巷道风速、阻塞比与巷道风阻的关系。研究结果表明:矿车在巷道中顺风行驶的速度大于风速时,巷道-矿车系统对通风系统进行增压调节;当矿车逆风行驶时,巷道-矿车系统的风阻随着矿井通风系统供风量的增大而减小,最大扰动为矿车驶出巷道时刻,阻塞比与巷道风阻呈现线性递增关系;此外,小风速、小断面巷道运行的矿车对巷道-矿车系统的风阻影响较大,模型求解结果与实测数据的最大误差为6.84%。研究结果可为矿井通风系统的智能化调控提供理论依据。     

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     

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     

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。     

掌握风流变化规律 加强通风管理

一个生产矿井的通风网,在一定的条件下,处于相对稳定状态。通风网中的风流自然分配状况,依风流运动的客观规律,也处于某种平衡状态。随着矿井生产的不断发展变化,例如上中段结束,下中段延深,老采场封闭,新采场开切等,使通风网结构、巷     

研究矿井风流流动的数学模型

应用电子计算机进行矿井通风设计和自动控制,首先必须研究通风网路中风流的流动规律,建立数学模型。目前,国外在这方面的研究大多数将矿井空气当作不可压缩的流体,不考虑风流与其周围介质之间的能量交换过程。实践证明,这种处理方法不能全面地反映矿井通风的状态,尤其是在矿井内发生灾变的情况下更属如此。本文将矿井空气当作可压缩的流体,并考虑风流与其周围介质之间的能量交换过程,根据流体力学和热力学的基本规律来研究矿井内风流的流动规律,建立控制矿井通风网路中风流状态的数学模型。     

利用导风板引风防漏

压入式通风系统的矿井,由专用入风井送入井下各中段的新鲜风流是通过主要运输巷道送到采区的。由于主要运输巷道行车频繁,安设隔断风流或限制风流的通风设施,在管理上非常不便。不少压入式通风系统的矿井,井底车场漏风严重,有效风量率很低。有些矿山在入风石门与中段沿脉巷道的交叉口处,安设引导风流的导风板,使风流面向采区,背向井底车场,并提高出风口风流的速度,利用风流动压的方向性,使风流分配状况得到很大     

矿井风流温度预测分析研究

随着煤矿机械化程度不断提高,特别是随着开采深度逐渐增加,矿井热害问题日益突显,高温环境不仅影响生产效率而且严重危害着工作人员的健康。为了更好地降低高温矿井开采时期巷道风流温度,确定合理的巷道布置方案和矿井通风系统,提出矿井巷道风流温度预测方法。以矿井通风和热力学为基础,结合网络解算,对矿井风流温度分布进行研究,总结各种类型巷道风流温度的计算方法,提出多点风流混合温度计算模型。结合具体矿井进行实际预测分析,预测结果中显示风流温度可能超限的巷道,对通风系统进行优化设计。     

矿井风流状态的突变分析

在矿井通风网路中存在风流突变现象，风流状态呈现突跳、滞后和多模态等突变指征。找出了这种风流状态突变的条件表达式，提出了克服通风系统中风流异常现象的措施。     

矿井通风网风流变化的计算

生产矿井调整通风系统或日常通风管理工作中,常需估算因巷道风阻或扇风机性能改变而引起的各巷道风量和扇风机工况的变化情况。从而可预先判定所采取的通风措施是否满足生产要求,能否达到有效通风的预期目的。本文介绍一个计算方法,它是在已     

矿井通风系统风速故障源诊断技术在大明矿的应用研究

通风系统风流发生变化,从整个网络角度考虑都可以归结为分支的风阻发生了变化。从这一角度分析了大明矿分支风阻变化与各分支风量之间的关系,提出了风阻-风流变化影响关系矩阵法,确定可能使风速异常的巷道集合——故障巷道集合,建立通风网络"故障巷道范围库"。为了故障源诊断能够包含所有分支,研究风速传感器布置的最小数量及位置问题,提出了最少全覆盖布点法,给出了大明矿风速传感器的布置方案。大明矿故障源诊断结果与现场试验结果一致,验证了矿井通风系统故障源诊断技术及方法的可行性。     

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。     

有热源巷道风流温度分布非稳定模型及数值计算

针对矿井有热源巷道中风流温度分布非稳定计算问题,通过通风巷道存在放热源-对流-扩散-热交换的非稳定温度传播方程,建立一维有限元数值模拟求解方法的数学模型,讨论按放热强度（2类热流量条件）的热源项处理算法,给出有热源通风巷道风流初始温度均匀分布与非均匀分布的定解条件,并编写计算机仿真程序进行求解计算。结果表明:在起点27 ℃-热源300 kW和起点32℃-热源100 kW的不同边界条件和热源强度下,有热源通风巷道中温度分布的非稳定传播过程;数值解收敛准则用Peclet数来衡量,取Pe<2作为收敛条件,程序中根据Peclet数自动加以判断,算例中剖分单元长度1.5 m,模拟时间步长取2 s不发生振荡。实现了巷道中风流各点的温度和温度分布随时间的变化过程的描述,为矿井系统多设备热源散热计算及热害防治设计提供基础算法。     

巷道风流动压的通风作用

当一条穿脉入风道以一定角度与沿脉巷道交叉时,由于风流动压具有方向性,在顺着风流方向的一侧,造成一个附加的通风压力,并在此通风压力作用下,改变原来风流分配状况,使顺着风流方向的一侧,风量增大,而另一侧风量减少。如图1,当主要入风道与沿脉巷道以θ角交叉连接时,风流在断面Ⅰ处开始分离,向两翼自然分配,两翼分配风量的多少,除与巷道风阻有关外,还受风流方向的影响。对巷道风流动压的通风作用,可做如下分     

单角联通风网路解算初值的选择及精确值的求算方法

解算单角联通风网路时,初值的选择直接关系到整个解算过程的速度和精度。在用斯考德—恒斯雷近似计算法解算时,一般先令角联巷风阻(R_角)为零,使网路简化后,再推算出通风网路各巷道的初值。按此     

下行风流火灾管道试验与烟流动力特征研究

为了明确矿井巷道通风量及角度变化对火灾的影响规律，运用矿井火灾管道试验平台及各种传感器数据采集系统，开展下行通风火灾的管道相似模拟试验，得到在不同通风机动力和巷道倾角下巷道风量、各测点温度随时间的变化规律，对下行风流火灾时的风流紊乱状态有了进一步认识。结果表明，火灾时燃烧温度迅速到达顶峰后温度衰减速度随风量增大而加快，巷道火灾高温区域随着巷道风速增大而向火源下风侧移动。增大巷道倾斜角度，火风压作用增强，通风系统稳定性降低，更容易发生烟流逆退现象。在下行通风试验中，存在一个使火风压与通风机动力大小相等方向相反的临界风速。矿井火灾烟流是否产生逆退现象与通风能力有关，通风能力越强，巷道风流克服火区阻力、保持原状态的能力越强。     

湘西金矿沃溪矿区通风系统改造研究

基于矿井目前通风系统存在的问题,运用子域分区单元子系统通风方式、不同类型的中段通风网路、风流净化、入风流预冷、自然风压的合理利用等技术对通风系统进行 了优化改造.系统改造后,风量充足,风流稳定,通风能力与生产能力相适应,较好地解决了深部通风问题,取得了显著的技术效果和节能效益.     

谈谈矿井循环风流

人们一般认为循环风流会使井巷的入风流减少,并且循环风流往往都是污风流,若不加以控制,会污染矿井环境,可能成为瓦斯或粉尘浓度超限的根源。然而,根据有关资料,也有的认为在一定条件下,只要控制恰当,循环风流可用来解决井下某些通风问题。本文以独头巷道通风为例,对循环风流作粗略讨论。循环风流的危害性问题在图1中,设Q_2>Q_1,于是有Q_1-Q_1=ΔQ的循环污风流,与Q_1新风流一道参与工作面的通风。设该工作面的产尘量为C毫克/秒,此粉尘在任一时刻都均匀分布在     

独头巷道射流通风流场CFD模拟研究

独头巷道压入式通风是有限空间的受限贴附射流。独头巷道通风风流流场是通风理论和通风设计的基础。笔者根据流体动力学和射流理论 ,建立了独头巷道压入式受限贴附射流通风的紊流k -ε数学模型 ,分析了计算边界条件 ,并应用计算流体动力学 (CFD)的方法模拟了独头巷道射流通风流场 ,从理论上得出了独头巷道有限空间受限贴附射流通风的规律 ,为研究独头巷道合理并有效通风提供了新的理论依据。     

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。