综掘工作面风幕控尘除尘系统数值模拟及试验研究

针对综掘工作面掘进过程中粉尘污染问题,设计了一种新型高效的风幕控尘除尘系统,利用风幕风速衰减试验分析了风幕风速与距出口距离衰减的关系,当风幕末端风速达到2 m/s以上就能够有效控制呼吸性粉尘逃逸,另外,利用数值模拟的方法,对风幕控尘除尘系统工作原理进行了模拟,当风幕初速度为15 m/s、除尘风筒负压为-250 Pa时,风流到达巷道壁时的风速均达到了3m/s以上,风幕控尘除尘系统起到了很好的控尘和除尘作用.并对压入式通风+湿式除尘机除尘的方式进行了数值模拟,压入式通风的风流大部分被除尘风筒吸入,掘进头和压入式风筒与除尘风筒重叠段形成了无风区,大部分粉尘颗粒和瓦斯不能够及时排出,给生产带来了极大的安全隐患.     

新型风幕控尘除尘机除尘系统数值模拟

针对以往风幕存在不能全断面封闭掘进工作面的问题,设计了一种240°弧形风幕控尘除尘机除尘系统,利用流体力学计算软件Fluent对此系统的风幕宽度、除尘机压力、风幕与吸尘口距离和除尘效果进行了模拟.结果表明:当局扇提供的风量为280 m3/min,风幕宽度为50mm时,抗扩散能力较弱,风幕宽度为100 mm时,风幕风速分布较均匀,抗扩散能力较强,风幕宽度选取150 mm时,末速度达不到阻尘的作用;在风幕宽度为100 mm、风幕距除尘机吸尘口2.4 m的条件下,除尘机压力为-400 Pa和-500 Pa时,不利于粉尘的排出,除尘机压力为-250 Pa和-350 Pa时除尘效果较好;在风幕宽度为100nn、除尘机压力为-350 Pa的条件下,风幕距除尘机吸尘口距离小于2.0m时,不利于粉尘的排出,间距大于2.4m时除尘效果良好;当风幕宽度为100 mm、风幕与吸尘口间距2.4m时,除尘机压力-350 Pa比-250 Pa更有利于粉尘的排出.研究表明,240°弧形风幕控尘除尘机除尘系统在合理的工况参数下除尘效果更好.     

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。     

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.     

风幕集尘风机及其短路流场的数学模型研究

应用风幕集尘技术 ,推出一种新型通风机———风幕集尘风机 ;介绍其构造及应用 ;提出短路流场理论 ,根据流场叠加原理 ,建立了流场数学模型。为粉尘环境的治理工程提供了一种新兴的高效技术产品     

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。     

轮碾粉碎机的除尘

我厂生产出口日用细瓷使用的原料里,含矽量一般在40—70%,最高达99%以上,生产性粉尘中所含游离二氧化矽也在 15%以上。而轮碾机在生产过程中产生的粉尘浓度高达2,000毫克/米3,严重威胁工人的健康。自制成除尘装置后,经测定,加料口的粉尘浓度保持在1.54—1.98毫克/米3;工人操作地带保持在2.5毫克/米3左右,基本达到和接近国家标准。 除尘系统及原理 除尘系统(见示意图)由密闭室、集尘箱、喷头、挡水板、管系及抽尘风机等几个部分组成。当抽尘风机 运转后,集 尘箱内产生 负压,使水 液面在喷头 下部周围绕 动飞溅,并 形成泡沫。 当轮碾机密 闭室…     

综掘工作面压入式风筒出口有效距离研究

综掘工作面是井下粉尘的重要污染场所。对压入式通风综掘工作面而言,压入式风筒出口距掘进头的距离是一个非常重要的工况参数。如何在有效距离范围内提高减尘率也是一项值得研究的工作。采用气固两相流数学模型来研究掘进工作面的粉尘运移规律,采用基于欧拉-拉格朗日法的离散型模型(DPM)模拟粉尘在气场中的运动。采用三维立体模式,借助流体力学软件Fluent对综掘工作面压入式风筒出口距掘进头不同距离时的粉尘运移规律进行数值模拟。综合分析风筒出口距掘进头不同距离时的风速云图和粉尘粒子轨迹及其逃逸统计后发现,在风筒出口风速为12 m/s时,风筒出口距掘进头距离在5~10 m较合适,排尘效果较好;而综掘机安装上挡尘板后,风筒出口距掘进头距离在5~8 m较合适,且同距离情况下,运移到司机处的粉尘粒子较之前明显减少,控尘效果较好。现场应用结果表明,当压入式风筒出口距工作面煤壁距离为6.0~8.5 m时,安装挡尘板后综掘机司机处的粉尘质量浓度减尘率达21%,效果良好。     

新型局部通风装置

由于风筒中的阻力损失与流速的平方成正比,与风筒直径的五次方成反比,所以,满足大风量要求的风筒,其直径必须扩大。目前,高效率局部通风机的风筒直径一般在1.0～1.6m,风机出口的最大风压为8000Pa。但是,风筒直径超过1m时,由于风筒重量增大,给风筒连接工作带来了一定的困难;若缩短风筒长度,又必然会增加连接次数,从而带来较大的漏风损失。因此,威斯     

快掘面抽风口集尘参数变化下粉尘场优化模型研究

为了解决长压短抽通风方式下传统抽风口集尘效果不适应掘进速度快、产尘量大的工作面集尘需求等问题,提出设计抽风筒集尘口装置及系统布局,以降低快掘面高粉尘危害和污染等隐患。利用Fluent建立集尘系统的粉尘场有限元模型,分析单集尘参数对粉尘场影响并确定参数取值范围,设计二次回归正交试验,建立司机和人行道呼吸带粉尘质量浓度双目标优化模型,采用NSGA-Ⅱ算法求解模型。以陕西某矿快掘面为研究对象,求解得到该集尘布局下最佳集尘参数方案。搭建集尘系统试验平台来测试最佳集尘参数方案,研究结果表明：试验测试值和预测值误差小于8%,优化后的司机处粉尘质量浓度和人行道呼吸带平均粉尘质量浓度分别降低79.3%,58.7%,证明优化模型准确且有效。研究结果可为实现快掘面空气净化目标提供参考。     

转炉二次除尘系统问题诊断及运行优化

针对某企业150 t转炉二次除尘系统烟气捕集效果不佳、布袋除尘器压差大、运行能耗高等问题进行了系统诊断,利用排查系统管网、实测压力和流量、分析风机特性等手段,找出了问题原因并提出改进措施。通过实施改进措施,优化了150 t转炉二次除尘系统的运行方式,确保二次除尘效果并实现节能、经济运行。     

金属矿山掘进巷道新型通风除尘系统研究与应用

为了减少掘进巷道的粉尘危害,以某金属矿掘进工作面为研究对象,经过现场调研和理论分析,研究开发了1种适合掘进巷道的新型通风除尘系统。介绍了新型通风除尘系统的结构和工作原理,并将该通风除尘系统应用于掘进巷道的粉尘治理,对该系统在掘进巷道的应用效果进行现场测定。研究结果表明:该通风除尘系统将压风筒布置在巷道中心位置的顶部,抽风筒布置在巷道两侧的呼吸带高度,使得掘进工作面的风流位置控制在1.5 m之下,保障了作业人员的职业健康。系统的湿式除尘风机对掘进巷道粉尘除尘效率达到了91%以上,彻底解决了掘进巷道粉尘污染问题。同时该系统能够实现按需通风除尘,净化后的风流可以循环利用,节能效果显著,在金属矿山掘进巷道生产系统具有较好的应用前景。     

皮带输煤巷中继站尘源特性及全自动气水雾化除尘系统研究

考虑高负载皮带输煤巷中继站粉尘浓度过高且尘源复杂的特点,以同忻矿主斜井中继站为研究对象,采用现场实测和实验分析相结合的方法对粉尘产生强度、浓度变化、粒径分布等特性进行研究分析,设计研发了基于多种传感器联合监测的全自动气水雾化除尘系统,并应用于现场。结果表明:中继站内粉尘产生强度高达3.344×105mg/min,且以呼吸性粉尘为主,污染严重;全自动气水雾化除尘系统的运行使得中继站内全尘和呼尘的质量浓度均下降85%左右,降尘效果明显,具有良好的实用推广性。     

粉尘灾害领域国家自然科学基金资助情况分析

为分析粉尘灾害领域基金资助情况,利用基金委电子查询系统提供的数据,从资助项数、资助金额和依托单位等方面研究了1986—2016年该领域资助情况。结果表明:年资助项数和年项均资助金额总体上呈逐渐上升趋势,在依托单位中,来自985/211院校、普通院校、中科院系统和其他研究机构的比例为36∶29∶3∶5,获准立项5项及以上单位有7家;项目申请有逐渐集中于安全科学与工程（E0410）的趋势;粉尘燃爆机理、规律、特征,粉尘运移与沉降、电除尘、袋式除尘（含过滤）和水雾除尘等是以往研究热点内容。资助项目类别以面上项目为主,资助项目所属地区以北京、辽宁、江苏和山东为主。     

除尘风机离心除尘器除尘数值模拟与应用

为创造安全健康的工作环境,湿式除尘风机除尘是煤矿井下除尘的主要方法之一。离心除尘器结构是影响风机除尘效率的主要因素。本文以掘进工作面湿式除尘风机为对象,采用数值模拟的方法,对含尘风流经过离心除尘器的除尘效果进行了研究。结果表明:采用湿式离心除尘系统,能有效提高除尘效率;除尘器入口风速为1.9m/s,螺旋挡板间距为0.3m的降尘效果最好。现场实践表明,使用设计后的湿式除尘风机能够有效提高降尘效率,降尘率可达96.7%。     

莱钢1~# 1880m~3高炉出铁场除尘系统改造

对1 880 m3高炉出铁场除尘系统存在问题进行分析,查找制约原有系统除尘效果的原因,并利用技术改造,提高系统风量和除尘效果,有效地降低了岗位粉尘浓度,改善了现场周围环境,取得了较好的社会效益和环保效益.     

皮带巷粉尘浓度分布规律及全自动气水调节雾化除尘系统

鉴于传统的输煤皮带巷雾化除尘系统不能根据煤流高度自动调节雾化程度,难以达到预期除尘效果,以同忻煤矿输煤皮带巷为研究对象,基于COMSOL Multiphysics建立了输煤皮带巷煤流扬尘模型,研究了输煤皮带巷煤流高度对粉尘运移、分布的影响,继而设计了基于超声波物位传感器等多种传感器和V形调节电动球阀联动的气水调节雾化除尘系统。结果表明:在巷道高度1.5 m以上,煤流厚度越大,同一位置处的粉尘质量浓度越大,且以呼吸性粉尘为主,同时,在巷道走向沿程上,从风流入口处至下风向30~40 m范围内,粉尘质量浓度快速增长,污染严重;全自动气水调节雾化除尘系统可使呼尘质量浓度最高下降93.57%,具有良好的可行性和应用推广性。     

废钢铁切割加工烟尘的治理

介绍了氧-乙炔火焰切割加工废钢铁产生的烟尘治理系统的设计和系统设备选型,重点介绍了烟尘捕集罩的设计和除尘器、电磁脉冲阀、风机的选型和PLC自动控制以及系统实际运行效果,为废钢铁加工企业治理污染提供一套简单、经济、实用的除尘系统作参考.     

露天矿钻机司机室空气质量调控装置研究

研制了一种适用于露天矿山温度高、粉尘大、振动大的司机室空调、通风和除尘的新型装置,研究了换热系统、新风供给器和循环风除尘除毒装置,室内温度、清新度和新鲜度优于规定指标,现场使用效果良好。     

中铝洛铜熔铸厂16吨黄铜炉组除尘系统改造

通过对中铝洛铜熔铸厂16t黄铜炉组除尘系统出现的问题采取相应对策进行改造,探讨了通过屋顶罩排烟系统来解决黄铜炉组炉盖开启操作时产生大量烟尘的方法,具有实用性,同时针对黄铜炉熔炼产生烟尘的特点,提出了适合氧化锌回收的除尘改造方案.