高温独头巷道人工制冷降温效果的优化研究*

为优化移动式人工制冷设备在高温独头掘进巷道工作面的制冷效果,通过设置风障形成密闭制冷空间,利用数值计算的方法,分别分析风障距工作面距离、回风管压力、回风管垂直高度对掘进工作面制冷效果的影响。研究结果表明:设置风障能够有效缩小制冷空间,阻隔热量,提高制冷效果;风障与工作面之间的距离对制冷效果有显著影响,风障的最佳布置距离为5 m;回风口压力过大或过小都不利于制冷效果,最佳压力为-70 Pa;回风管垂直高度不同,制冷效果也大有不同,其最佳高度为1 m。利用数值模拟所得工况参数进行现场试验,结果表明风障在高温独头掘进巷道降温中具有良好的实际应用效果。研究结果对高温矿井人工制冷工况优化,提高制冷效果具有指导意义。     

风障联合压实防治煤堆自燃技术工艺参数优化

为提高煤堆自燃的防治效果,降低经济成本和提高施工的灵活性,基于煤堆自燃理论,使用COMSOLMultiphysics 5.0数值仿真软件,建立煤堆自燃模型,研究了煤堆最高温度和自然发火期变化及相关措施实施后最高温度降低规律,对比了单独压实、独立风障和风障联合压实的温度降低量,优化了联合措施的工艺。结果表明,煤堆孔隙率越小,自燃风速范围越宽,最小、最易、最大自燃风速越大;单独进行煤堆压实存在因孔隙率增加而降低的最低不宜风速;针对6 m高煤堆单独使用风障时,只有风障高12 m、距离煤堆25 m才能避免煤堆自燃;风障联合压实措施中,风障高7.5~9 m,设置距离煤堆10~30 m即能保证煤堆不自燃。说明联合的煤堆最高温度降低量更大,且能扩大压实的适用范围,降低风障高度,节约经济成本,增加风障现场施工的灵活性。     

露天采矿飏尘扩散防治用风障的模拟分析

基于某露天矿坑飏尘防治用风障工程,建立数学物理模型进行数值模拟探究风障（含人工风障和防护林带）对大型露天矿坑飏尘的防护效果。运用计算流体动力学软件Fluent并选取高雷诺数下k-ε模型用SIMPLE算法进行计算,得到风障周围的流场及压力场的分布,从而分析人工风障和防护林带后沿流水平距离变化时不同高度间相对风速的变化,得出位于人工风障后位置越低,防护效果越强,当y=0.2 h时,约为初始风速的50%,且当气流深入林带后其防护效果增强,在进入后水平距离4 h’时,相对风速约为初始风速的30%。     

露天矿坑飏尘防治用风障结构参数性能影响的模拟分析

基于某露天矿坑飏尘防治用风障工程建立数学和物理模型,探究风障结构参数对风障庇护效果的影响.运用正交试验原理和计算流体动力学软件Fluent对不同风障高度h、风障倾角α和风障厚度d的27组风障工况进行试验,并选取风障后相对平均风速及风障阻力作为考察指标,对试验结果进行直观分析及方差分析,得到不同风障结构因素对其庇护效果影响的显著性大小排序:风障厚度、风障倾角、风障高度.给出了优化型风障并分析了其后沿流水平距离变化时不同高度间相对风速的变化,得出在开孔率和高度相同时,直立风障的庇护效果与风障阻力和风障厚度呈正相关,并当厚度大于12.5 mm时,风障庇护效果缓慢增强,风障阻力却迅速增大.     

风障联合压实防治煤堆自燃技术工艺参数优化

为提高煤堆自燃的防治效果,降低经济成本和提高施工的灵活性,基于煤堆自燃理论,使用COMSOLMultiphysics 5.0数值仿真软件,建立煤堆自燃模型,研究了煤堆最高温度和自然发火期变化及相关措施实施后最高温度降低规律,对比了单独压实、独立风障和风障联合压实的温度降低量,优化了联合措施的工艺。结果表明,煤堆孔隙率越小,自燃风速范围越宽,最小、最易、最大自燃风速越大;单独进行煤堆压实存在因孔隙率增加而降低的最低不宜风速;针对6 m高煤堆单独使用风障时,只有风障高12 m、距离煤堆25 m才能避免煤堆自燃;风障联合压实措施中,风障高7.5~9 m,设置距离煤堆10~30 m即能保证煤堆不自燃。说明联合的煤堆最高温度降低量更大,且能扩大压实的适用范围,降低风障高度,节约经济成本,增加风障现场施工的灵活性。     

风障减少尘埃飞起的风洞模拟研究

在环境风洞中对具有相同孔率但孔径不同的11种风障模型(金属网)的流场特性及网后煤堆模型的起尘特性进行模拟实验?结果表明,风障(网)的屏蔽作用取决于网的孔率;孔径雷诺数Re*存在着临界值(该实验为1200),当Re*小于临界值时,网后附近气流的湍流运动受到抑制,此时煤堆模型的起尘率随Re*的减小而减小,且对来流的湍流结构很敏感,当Re*大于临界值时,起尘率基本上不再随Re*变化而变化?      

挡风网和它的庇护效应

风障对散料堆场的庇护效应取决于风障尾流区的长度即有效遮蔽距离和降低来流风速。文中讨论了影响尾流结构的因素，如风障的开孔率、形状、地面粗糙度、大气稳定度等。介绍了煤堆场应用挡风网的风洞研究结果。