煤矿用喷嘴的优选方法研究与应用

喷嘴作为煤矿喷雾降尘技术的最重要元件之一,其优选问题一直没有统一的方法,在一定程度上影响了喷雾降尘技术的最佳效果。为此,在尘雾耦合沉降实验基础上,找出了雾滴沉降粉尘规律,确定了粉尘与雾滴粒径的关系:D尘≈0.1 D雾;结合喷嘴性能实验,建立一种以喷嘴雾滴粒径与各工序粉尘粒径关系为主、常规性能参数为辅的优选方法,力求进一步改善井下喷雾系统,并在高庄煤矿综放面进行了应用。通过现场实测,降尘效果有所提高。     

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.     

土壤重金属污染治理过程开放性粉尘控制技术

以开放性粉尘为研究对象,对重金属污染土壤产生粉尘的原因进行实验,明确了被重金属污染土壤的粉尘在堆料阶段和取料阶段的具体扩散状况,进而提出了一项以抑制粉尘逸散为目的的荷电喷雾降尘技术。并通过对该项降尘技术的喷雾压力测试和荷电电压测试,来检测该技术在不同喷雾压力和荷电电压环境下的使用效果。最终的测试结果表明:通过设置静电场使雾滴荷电,可以显著提升喷雾的降尘效率,且荷电喷雾对粉尘的降尘效率会随着喷雾压力的增加而增大,但喷雾压力和荷电压力在上升的过程中,降尘的效率会逐渐降低。     

土壤重金属污染治理过程开放性粉尘控制技术

以开放性粉尘为研究对象,对重金属污染土壤产生粉尘的原因进行实验,明确了被重金属污染土壤的粉尘在堆料阶段和取料阶段的具体扩散状况,进而提出了一项以抑制粉尘逸散为目的的荷电喷雾降尘技术。并通过对该项降尘技术的喷雾压力测试和荷电电压测试,来检测该技术在不同喷雾压力和荷电电压环境下的使用效果。最终的测试结果表明:通过设置静电场使雾滴荷电,可以显著提升喷雾的降尘效率,且荷电喷雾对粉尘的降尘效率会随着喷雾压力的增加而增大,但喷雾压力和荷电压力在上升的过程中,降尘的效率会逐渐降低。     

喷嘴直径对降尘效果影响的试验研究

为提高喷雾降尘效率,以改善作业环境,有必要研究喷嘴直径与降尘效果间的关系。基于自行设计的喷雾降尘试验系统,采用马尔文实时高速喷雾粒度分析仪、高速摄像仪及粉尘浓度测定仪对不同直径喷嘴的雾化特性参数和降尘效率进行测定。结果表明,在相同喷雾压力下,随着喷嘴直径的增大,全尘降尘效率持续增加,而呼吸性粉尘降尘效率先增加后减小,并在喷嘴直径为1.5 mm时达到最大值;在耗水量相同的情况下,随着喷嘴直径的增大,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均下降。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降尘效率,宜选择直径为1.5 mm的喷嘴;当耗水量受限制时,宜选择直径为1.2 mm的喷嘴。     

基于量子遗传算法的液压支架喷雾效率的参数优化设计

为了提高综采工作面液压支架喷雾的降尘效率,通过分析影响支架喷雾降尘效率的因素,以支架喷雾效率最高为优化目标,利用量子遗传算法对喷嘴到产尘点距离,雾化角度,喷雾压力,喷嘴个数,喷嘴直径多参数进行优化。结果表明:液压支架的采煤机移动喷雾降尘效率增加了1306%,液压支架上的移架/放煤喷雾降尘效率增加了1333%。此研究对于支架喷雾降尘系统的设计,参数的合理选取有一定的参考价值。     

采煤机负压二次降尘技术

兖州矿业 (集团 )公司鲍店煤矿和中国矿业大学合作研究了煤矿综合机械化采煤工作面降尘新技术滚筒式采煤机负压二次降尘技术 ,并且获得了专利权 ,通过了技术鉴定 ,专家们建议尽快在类似的煤层条件下进行推广应用。此项新技术的主要特点是利用负压的原理 ,将采煤机在割煤过程中产生的粉尘 ,在采煤机原先已经具有的内外喷雾的基础上进一步降低。为此 ,他们成功地研制出了一种长筒式水雾引射吸尘装置 ,并且将其安装在采煤机的机体上面。这种封闭式的引射风筒内部有一个引射器。由于引射器在喷雾以后引起了高压射流的作用 ,便会在引射风筒的一端…     

采煤机高压外置喷雾降尘系统的设计与应用

为有效降低采煤工作面的粉尘浓度,保证煤矿井下的安全生产和作业人员的身体健康,本文针对现有高压喷雾降尘系统存在的问题,结合国家能源集团神东煤炭分公司保德煤矿综采工作面煤层实际条件,研制一套GPW/75综采工作面高压外置喷雾降尘装置.研究表明:此系统能有效克服现有高压喷雾降尘系统的问题,将降尘效率提高至92.95％.     

高压喷雾降尘物理过程的探索

在煤矿生产中,粉尘就像一把"无形的刀子"威胁着矿工的身体健康及生命,因此,防尘问题就显得越来越迫切了,但一般的低压喷雾洒水降尘效果都不超过80%左右;如果采用高压喷雾降尘,从捕捉呼吸性粉尘的效果看,高压喷雾比一般喷雾洒水系统空气中含尘可减少70-80%,那么为什么高压喷雾能增加降尘效果呢?本文着重对高压喷雾降尘的物理过程进行探索.     

炮采工作面降尘技术的研究

炮采工作面在生产期间粉尘浓度较大 ,严重危害着生产安全和作业人员的身体健康。详细地介绍了一种炮采工作面喷雾降尘装置的设计应用和降尘效果     

脉冲清灰喷吹气流偏斜的优化研究

为研究改善除尘滤筒清灰过程中喷吹气流偏斜的问题,通过在多孔喷吹管上安装混流喷嘴,在滤筒迎流面和背流面6个测点分别安装压力传感器,测试不同喷吹压力和喷吹距离下的侧壁压力峰值。结果表明:安装混流喷嘴后,在最优喷吹压力0.4 MPa实验条件下,滤筒迎流面一侧与背流面一侧的压力峰值差距减小,压力动态波形图相似,清灰更加均匀,喷吹气流偏斜问题得到明显改善;在喷吹距离分别为210,240,270 mm时,随喷吹距离增加,6个测点的压力峰值整体均增加,矫正后的脉冲喷吹气流对滤筒的清灰能力得到有效提高,可以改善除尘滤筒清灰均匀性问题。     

机掘工作面旋转射流通风理论探讨

湖南省自然科学基金项目 (基金号 :0 1JJY30 19)。【摘　要】　根据旋转射流理论 ,结合机掘工作面作业特点 ,提出在机掘工作面应用旋转射流通风方法 ,以控制工作面粉尘的扩散 ,阻止掘进机作业时所产生的粉尘进入掘进机司机工作区 ;同时还能防止工作面瓦斯局部积聚 ;通过对旋转射流通风风流结构特点及通风作用机理进行了分析 ,为掘进工作面通风新方法、新技术的研究提供了新的理论及参考依据。     

Numerical investigation of powder aerosolization in a mining rock dust dispersion chamber

We have conducted numerical simulations of dust dispersion within the NIOSH Rock Dust Dispersion Chamber. The apparatus consists of a low-speed background ventilation flow down a long box in which is placed a tray containing a rock dust powder. A nozzle upstream of the tray introduces a short pulse of a turbulent horizontal jet flow just above the powder surface. We have utilized an incompressible Reynolds-Averaged Navier-Stokes k-ω model for the turbulent flow; particles are incorporated within a one-way Euler-Lagrangian formalism. The Rock Dust Dispersion Chamber ventilation flow exhibits a recirculation zone just above the powder-containing tray. Aerosolization proceeds via the interplay of the jet pulse flow with the background recirculation flow. The air flow is not well-mixed. The aerosolized dust is convected as a concentration cloud downstream towards the detection zone. For larger particles, gravitational settling depletes the convected cloud, so the instrument behaves as a horizontal elutriator. The instrument is robust with respect to misalignment of the jet nozzle. However, reduced streamwise drift velocity allows mixing to disperse the optically detected dust cloud concentration pulse. Our large particle simulation results compare favorably with published experimental results for large, polydisperse calcium carbonate rock dust.     

煤巷水力压挤防治瓦斯煤尘技术试验研究

为解决掘进煤巷瓦斯突出、积聚和粉尘污染等问题,结合祁东煤矿的煤层开采条件,研究水力压挤技术,探讨水力压挤防治瓦斯煤尘机理,试验确定钻孔布置、封孔深度、注水压力、注水量与注水时间等工艺参数。研究结果表明:水力压挤可使试验工作面卸压带增宽0.7m左右,挤出近20%的煤层原始瓦斯,最高降尘率达78.7%;该技术对防治瓦斯突出、超限和煤尘污染有显著效果。试验研究取得的相关水力压挤工艺技术参数,为类似煤层条件技术实施提供了工作基础。     

大断面公路隧道施工风流分布规律研究

为了采取有效的通风措施降低钻爆法施工的粉尘浓度,以辛庄隧道为例,通过对其掌子面附近风流的现场实测,系统的开展了风流流场分布规律的研究,并采用Fluent软件进行了数值模拟,模拟结果与实测数据基本吻合。结果表明:隧道内风流速度以风筒出口为界,分为射流扩张区、射流收缩区、涡流区、回流区4个部分;靠近掌子面的同一断面上:风速呈“中间小,两边大”的形式,且回流区面积稍大于射流区面积,其中射流区最大断面积约占整个断面积的40%。研究结果对隧道施工通风除尘具有一定的指导意义和使用价值。     

基于声发射技术的立柱试验过程安全性研究

液压立柱在接受型式检验时,存在因质量不过关而引发的爆缸、液压喷射等现象,给国家财产和现场检验人员人身安全带来极大威胁。为提高安全性,需对立柱试验过程进行监控,及早发现爆缸或液压喷射等迹象,特引入声发射技术对被试的立柱进行监测。声发射技术对立柱在受压过程中产生的裂纹弹性波进行捕捉、分析、处理和显示,并用时差定位方法和小波包技术对声发射信号进行处理以进一步提高定位精度。研究结果表明:该技术可以实时展现立柱缸体内部声发射源信息,帮助检验人员及时发现裂纹的产生,从而避免立柱钢筒爆裂现象发生、提高试验安全。     

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。     

非电力驱动多用途系列喷射式吸风器研制与应用

给出喷射式吸风器的结构及其工作原理;介绍了喷射器的性能与特点;笔者运用喷射器在大型化肥塔类设备内外施焊、等离子切割、球罐喷砂、箱式电炉模壳焙烧及马达线圈高温浸漆等10个不同施工场所进行了实际应用和验证,结果表明,该系列吸风器通风换气或排烟、排尘、排毒等性能安全可靠,且使用效果良好;同时,进一步研讨了改进和完善喷射式吸风器的有关技术问题。     

减少木材加工企业粉尘污染的切削技术

木粉尘是我国木材加工企业环境污染及产生职业病的主要原因,为控制木粉尘产生量和散发量,笔者从切削及刀具技术角度探讨了降低空气中粉尘浓度的途径;指出粉尘是木材切削加工的产物,其产生量与散发量直接与木材切削方式、切削条件和刀具的结构密切相关;提出研究无屑、少屑和顺畅排屑等方面木材切削和刀具技术的重要性。综述了激光、高压水喷射等特种木材切削技术的研究及应用现状;介绍了金刚石木工铣刀及超薄硬质合金圆锯片等先进刀具技术;探讨并分析了影响木粉尘产生量的切削因素。指出我国大多数木材加工企业工作车间或作业场所的空气中,粉尘浓度严重超标,因此,研究和开发具有环保特点的绿色切削技术和木工刀具制造技术具有重要意义。