矿井通风热阻力数值模拟研究

矿井风流流经井下热水、干热岩、火灾地点等局部高温区域时,风流吸收热量使其内能增加,高温风流在巷道内流动时会产生热阻力。针对如何确定井下风流加热流动时巷道内热阻力的实测范围这一问题,通过理论推导与数值模拟的方法对巷道内热阻力分布情况进行分析。由压力场的模拟结果得出风流加热流动时,所产生的热阻力不仅存在于加热区,高温风流向加热区下风侧流动时热阻力仍然存在。模拟结果表明:对于水平等截面管道,风流流经加热区时,风流速压增加,加热区内风流的静压降幅大于全压降幅;流出加热区的风流向管道出口处流动时,高温风流不断克服阻力做功,并与管道内的新鲜风流、壁面进行热交换,风流温度逐渐下降,当测定区间为加热区入口至模拟管道出口时,风流的静压降幅与全压降幅近似相等。研究结果对井下巷道、隧道及实际工程应用中热阻力的分析与研究都具有重要价值。     

潮湿巷道风流温度与湿度变化规律分析

通过对矿井风流与围岩热湿交换理论的研究,提出理论上更可靠的风流温、湿度计算方法,编制了模拟解算矿井风流与围岩热湿交换的计算机程序,解算出潮湿巷道风流温度及湿度的变化规律,并分析通风时间、湿度系数等参数对风流温度及湿度变化规律的影响;沿风流流动方向,风流温度及湿度不断增加;巷道风流温度及湿度随着通风时间的增加而不断减小,通风时间越长减小的幅度越小;围岩壁面湿度系数对风流温度及湿度的影响较大,其他参数不变时,壁面湿度系数越大,风流温度越小,风流湿度越大。     

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。     

矿井通风和环境控制的计算机分析

(一)美国纽约夸德—道格拉斯公司编制了一套矿山环境模拟程序(Mine Environmen-tal Simulation,简称 MINES)。应用该程序可以解算矿井通风网路中随时间而变化的风流参数、温度、湿度,岩壁长期热通量,以及人工降温的致冷量和采暖的需热量。也可以模拟在某些灾变条件下(井下火     

要爱护井下的通风设施

要爱护井下的通风设施风门,是煤矿井下的通风设旋,它就像一个忠诚的卫士,日夜守卫在井下进风流与回风流的交汇点上,不让新鲜风流“偷懒”跑掉,也不让污浊风流越雷池一步,保证了矿井的安全和职工的身体健康。煤矿井下环境特殊,井深巷远,不安全因素多。为了创造井下...     

基于热湿交换理论的巷道风流温、湿度影响因素研究

为了研究巷道风流参数的影响因素、预测风流温湿度的变化规律,结合热湿交换理论,建立了风流与围岩壁面之间热湿交换的数学模型,以及贴体坐标系下围岩内部温度场的导热微分方程;利用数值方法,将围岩内部的导热问题与影响风流参数变化的热湿交换问题耦合起来,并以大柳塔煤矿52505综采工作面为例进行计算,得到了与实测参数较为一致的模拟结果,验证了该数值方法的有效性。研究结果表明:风流温度受原始岩温、入风流温度、局部热源强度等因素的影响,风流相对湿度与入风流温、湿度以及井下湿源的数量和强度有关;巷道壁温作为将围岩温度场与风流参数之间关联起来的主要因素,对模拟结果影响较大,其数值取决于壁面与风流之间热湿交换以及围岩原始岩温。     

调节风窗面积的精确计算法

井下局部地段的风量调节,尤其是采区内工作面之间的风量调节,主要是在阻力较小的地方加设调节风窗以提高该巷道的阻力来实现的。鉴于现调节风窗面积的计算公式误差较大,我们提出调节风窗面积的精确计算公式,并绘制成图,便于使用。一、现用风窗计算公式的分析如图1所示,风流通过风窗所造成的损失应包括风流通过风窗突然收缩的局部阻力损失及突然扩大的冲击损失两部分。但是现     

提高通风网风流稳定性防止风流反向

多中段通风网风流稳定性多中段作业的矿井通风网,经常出现角联巷道,这些巷道受网路中其他巷道风阻变化的影响,风流方向不稳定,容易发生风流反向,造成烟尘污染,破坏井下正常的风流系统。同一类型通风网,由于网路中各巷道风阻的配比关系不同,产生风流反向的难易程度也不相同。不同类型的通风网,由于巷道连接形式不同,在各相     

繁峙"6·22"特大爆炸事故结案

本刊讯 造成38人死亡的山西省繁峙县义兴寨金矿区“6 22”特大事故于9月15日结案,相关责任人受到处理。事故调查报告认定事故的直接原因是:井下作业人员违章用照明白炽灯泡集中取暖,造成灯泡炸裂引起着火,引燃井下大量使用的编织袋及聚乙烯风管、水管,引起其他巷道存放的炸药和井下炸药库燃烧,导致炸药爆炸。在爆炸冲击波作用下,风流逆转,燃烧、爆炸产生的大量高温、有毒、有害气体造成井下大量人员中毒窒息死亡。同时,在井下着火长达1小时的情况下,矿主没有采取快速有效的处理措施,未组织作业人员撤离,井下作业人员无自救工具。事故发生后…     

风流净化器降尘效果好

兖州矿业(集团)公司机械制修厂与通风处合作研制出了一种适宜于在矿井下通风防尘中使用的风流净化器,最近已经由专家通过了技术鉴定。 这种风流净化器的主要工作原理是:选用了专用的高效涡流喷头,在一定的水压条件下便能使水流呈现雾化状喷出,以湿润巷道中的空气,达到了将井下风流中含有的灰尘微粒加以净化的目的。通过在这个公司所属各矿的井下实际应用,证明此项成果具有结构简单、重量轻、成本低、用水量少、辐射角大、雾化效果好等优点。专家们指出:这项研究成果在产品结构中采用了先进的高效涡轮喷头,降尘效果好,具有广泛的推广使用价值。     

防水防尘局扇消声净化器

国内煤矿和金属矿的矿井局部通风,均采用JBT型轴流式扇风机(简称局扇),能产生105～120分贝(A)强烈噪声。为了消除噪声,国内有关单位研制出圆环型、Z型和微穿孔板锥形局扇消声器。这类消声器的消声量和阻力损失,在使用初期尚能满足要求。但由于井下粉尘大,湿度大,吸声材料易变质,微孔易腐蚀损坏,一般在半年后就会出现消声量下降,直至报废。为了解决这一问题,我所采用防水防尘吸声板制造成功一种带导叶栅的轴流风机消声器,并在消声器内部装有喷水雾化器,使之既能消除局扇噪声,又可净化井下烟尘。经现场使用表明,改进后的消声器的消声量和阻…     

大同矿务局井下粉尘的综合治理

一、井下产尘状况井下煤矿粉尘主要来自采煤、掘进、锚喷、运输等作业场所.实测表明,整个矿井从入风到回风风流中的粉尘含量为一条“山峰”形曲线,曲线的升降急缓与生产工序、生产强度有关。通常,进入采区风流的粉尘含量,在打眼放炮、机组割煤等工序时达到高峰,随之即呈有规律的衰减趋势.我局挖     

综采工作面湿度场模拟与试验研究

为充分了解井下综采工作面内的湿度场,以平煤天安一矿31070综采工作面为原型,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件对综采工作面内的空气流动、湿度分布进行模拟研究,并实测现场湿度。结果表明:综采工作面湿度场内湿度最大区域位于采煤机附近(相对湿度值接近98%),采煤机后方贴近壁面处存在绸带状的高湿区域,出风口位置湿度场数值高于进风口位置;井下现场实测对比验证显示,模拟湿度值与实测湿度值的整体偏差在1. 8%以内,数值模拟方法准确可靠,可用于井下综采工作面湿度场分布规律的研究。     

井下睡觉害处多

<正>在日常工作中,部分井下工作者,受环境及本职工作影响,依靠其幽暗、僻静这一"得天独厚"的空间环境,闲暇时偶尔能在井下小憩,一会儿就呼呼大睡,似乎是一种享受。但是殊不知,长时间在井下睡觉不仅不能享受,反而可能会麻烦缠身。井下没有阳光照射,只有通过风流循环调节空气,     

金川公司二矿区通风系统风流非定常流动规律研究

实际上 ,矿井的风流状态受多种因素影响 ,金川公司二矿区井下风流就处于非定常状态 ,为了保证生产安全 ,控制风流状态 ,采取相应的通风措施 ,开设课题研究 ,建立了井巷内空气非定常流动能量方程和通风网络中非定常流动的数学模型。根据该模型可以模拟出矿井通风系统内非定常状态下任意时刻、任意位置通过风量。通过对金川公司二矿区井下机站风机开停和风门开关引起通风系统风流的非定常流动过程的数值模拟 ,得出了受其影响区域内风流状态的变化规律 ,并为其采取通风措施和控制风流状态 ,提供了科学依据     

突扩巷道流场风流分布特征的PIV实验研究

针对传统接触式瞬时速度测量方法的局限性,采用非接触测量技术粒子图像测速仪（PIV）获得了突扩巷道流场纵向截面风流分布特征。实验表明:瞬态风流分布“瞬息万变”,而时均流场中,突扩前平直巷道时均速度流线基本呈平滑直线,突扩后上下隅角有大涡存在,但呈现不对称分布,并且涡流区内风流方向极不稳定,且风速值相对于主流风速很低,约在-0.6~0.6 m/s之间波动,表明在煤矿井下测风时可以有条件地忽略涡流区;受突扩大涡湍流脉动影响,风流在距离突扩界面150 mm处开始呈现上扬趋势,突扩断面纵对称轴上风速分布峰值拐点发生了震荡性偏移;当下隅角回流区结束后,风速分布峰值拐点渐渐下移并逐渐呈现对称趋势,回流区内断面风速整体呈现出“Ω”型分布形式。为井下更为复杂的风流湍流流动研究提供了实验理论基础。     

突扩巷道流场风流分布特征的PIV实验研究北大核心CSCD

针对传统接触式瞬时速度测量方法的局限性,采用非接触测量技术粒子图像测速仪(PIV)获得了突扩巷道流场纵向截面风流分布特征。实验表明:瞬态风流分布"瞬息万变",而时均流场中,突扩前平直巷道时均速度流线基本呈平滑直线,突扩后上下隅角有大涡存在,但呈现不对称分布,并且涡流区内风流方向极不稳定,且风速值相对于主流风速很低,约在-0.6~0.6 m/s之间波动,表明在煤矿井下测风时可以有条件地忽略涡流区;受突扩大涡湍流脉动影响,风流在距离突扩界面150 mm处开始呈现上扬趋势,突扩断面纵对称轴上风速分布峰值拐点发生了震荡性偏移;当下隅角回流区结束后,风速分布峰值拐点渐渐下移并逐渐呈现对称趋势,回流区内断面风速整体呈现出"Ω"型分布形式。为井下更为复杂的风流湍流流动研究提供了实验理论基础。     

矿井压气等熵膨胀与节流膨胀降温效果对比研究

压缩空气是矿山井下常用动力,压气绝热膨胀能够吸收风流中的热量,因而可用于改善井下作业环境与气候条件。通过理论与实例分析比较高压气体等熵膨胀和节流膨胀温度随压力变化情况及降温效果,得出等熵膨胀原理更适合用于高温矿井或掘进面降温。通过分析压气与引入气流质量比对井下热工作面空气温度、湿度、含氧量的影响,得出压气等熵膨胀降温后矿井气候变化与压气百分比的数学关系式,并将关系式应用于实例中。以矿山具体实例分析了矿井采用压气等熵膨胀制冷后空气质量的变化以及采用压气制冷的成本。同时与冰制冷系统的效果与成本比较,得出选用压气制冷效果好、成本低,可为我国深井局部降温的一种可供选择的方法     

双压浮尺压力计的研制

一种设计成测量标尺随风流压力的变化而上下移动的风压测量装置,能同时测出风流的全压、动压和静压。与U型压力计相比,可减少测量时间70％。     

湿式旋流除尘扇风机

在矿山防尘中,局部产尘点的风流净化是一项不可缺少的措施。井下破碎峒室、溜矿井、二次破碎巷道和地面选厂等都是高浓度的产尘点,严重污染作业环境。由于井下采掘机械化程度不断提高、采矿强度增大,使井下产尘强度随之增大,防尘问题更为突出。 井下各工序产生的粉尘颗粒都非常小,其中属于呼吸性粉尘(小于5微米)占95%以上,严重危害人体健康。由于一般的湿式作业和现有的井下除尘装置对呼吸性粉尘清除效率较低,所以研制对呼吸性粉尘有较高除尘效率的装置就更为迫切。 我们参照国内外湿式旋流除尘器,研制了湿式旋流除尘扇风机。这是一种以湿式…