局部通风风筒直径的选择

应用局部通风提高掘进工作面空气质量是非常普遍的,局部通风的通风效果和经济性与风筒的选择密切相关.从风筒的购置费用、通过风筒局部通风消耗的电费及风筒日常的安装维护费用等最低经济条件下,定量分析了使用经济风筒直径在局部通风系统中的优点,并且得出了经济风筒直径计算式.通过实例验证了经济风筒直径计算式的正确性,获得了工作面所需风量与经济风筒直径的关系.在独头巷道的断面尺寸允许条件下,尽可能采用经济风筒直径进行局部通风,能降低通风能耗、提高风量,达到较好的通风效果.     

大断面掘进压入式风筒最佳高度的数值模拟

为了确定大断面掘进工作面压入式风筒的最佳安设高度,采用数值模拟方法分别模拟了风筒中心距底板6 m、4.5 m、3 m、2 m以及风筒安设于洞室顶部时,通风20 min后爆破炮烟(CO)的稀释效果,并求解了各种风筒布置情况下不同断面的通风死区比例。结果表明,通风排烟效果最差的情况为风筒固定于侧帮距底板6 m时,其次为风筒固定于侧帮距底板4.5 m时,再次为风筒固定于顶部中央时,风筒固定于侧帮距底板2 m时CO在巷道内的呼吸带高度沿程浓度分布与风筒距底板3 m时差别不大,但风筒中心距底板2 m时容易造成掘进工作面上隅角炮烟和粉尘的积聚。因此,大断面掘进工作面压入风筒最佳安设高度为3 m。     

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。     

独头巷道压出式通风风量计算

独头巷道通风方式通常分为压入式、抽出式和混合式。对于抽出式通风,当采用刚性风筒通风时,风机可布置于坑口,经风筒将工作面污风抽出巷外;而采用柔性风筒通风时,由于柔性风筒不能承受负压,因此只能将风机布置于巷内离工作面一定距离处,将工作面污风经风筒压出巷外,这种布置方式本文称为压出式通风。 目前压出式通风还没有相应的风量计算方法,实际设计中是直接套用抽出式风量公式来计算的,往往引起较大的误差。实际上,压出式通风和抽出式通风的过程虽然有相同之处,但还是存在较大的差别。从工作面排污过程来看,两者都是依靠吸口的抽吸作用排出工作面的污风,这是它们的相同之     

矿用供风式防尘口罩的研制与应用

基于矿山掘进工作面在设计供风量时需要考虑供掘进工作面作业人员正常呼吸所需最低风量的思想,研制了一种矿用供风式防尘口罩,将压入式掘进工作面供风风筒内的新鲜风流直接配送到各个定点作业人员。作业人员在佩戴此口罩吸气时,口罩呼吸腔内仍可保持适当的正压,因此可有效地避免掘进工作面粉尘及瓦斯等有害气体进入口罩呼吸腔内,从根本上解决了压入式通风掘进工作面定点作业人员的防尘问题。该口罩在薛湖煤矿25040风巷应用后,取得了良好的防尘效果,有效地避免了作业人员吸入粉尘及有害气体,保护了作业人员的身体健康。     

矿用耐崩风筒在掘进迎头的性能研究

进行矿用风筒现场应用的实际性能实验，可以全面直观的检验风筒的通风性能和抗炮崩能力，对于风筒产品的质量考核和掘进迎头的通风安全具有重要意义。本文针对新型Kevlar耐崩风筒，研究矿用风筒性能的判定指标和检测方法，并在全岩巷道掘进工作面、半煤岩巷道掘进工作面以及全煤巷道掘进工作面进行Kevlar风筒现场应用实验，与我国目前矿山普遍使用的玻纤布风筒的现场应用进行对比，从物理机械强度、通风性能以及掘进成本等方面分析Kevlar耐崩风筒的实际性能，研究Kevlar风筒替代玻纤布风筒的可行性。经过现场应用的实验和检验，Kevlar风筒比目前国内应用的玻纤布风筒性能优越，具有经济、安全、耐用、便捷的特点。     

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。     

弹性风筒及其在矿井通风工作中的应用

为了改善矿山井下的作业条件,必须搞好通风工作,特别是要搞好工作面的局部通风。目前广泛使用的涂胶或涂塑玻璃纤维风筒,由于贮存、搬运、安装、拆卸和修复比较困难,占据工作面的空间大,应用范围受到限制。据报道,国外在竖井、独头平巷和斜井掘进以及无底柱崩落法采矿的进路掘进和回采作业中,已广泛使用了一种弹性风     

前苏联柔性风筒技术介绍

1 现状调查 前苏联顿巴斯煤矿与顿涅茨工学院的教研人员在80年代对井下独头巷道采用柔性风筒进行通风作了现状调查研究。调查表明,因通风不善造成的事故较多,损失严重。因风筒不能及时跟到工作面所造成的事故占事故总次数的48％,因风机不能开动造成的事故数占21％,因工作面风量不足而引起的事故占21％,因风筒被破坏而造成的事故占12％;有50％的矿山,风量和风压不能满足需要;风筒质量不高,在1000m长的风筒中     

基于CFD的高海拔矿山掘进面通风增氧方案优化

以海拔3 400 m金属矿山为例,基于CFD模拟软件,以矿山巷道内原有氧气质量分数提高5%为目标,设计正交试验,在“长压短抽”通风方式下,优化压入风筒放置高度,分析压入风筒与掘进面距离、供氧管与压入风筒出口水平距离、抽压比3个因素对氧气质量及分布规律的影响。研究结果表明:压入风筒、抽出风筒距掘进面分别为12,3 m,供氧管与压入风筒出口水平距离为6 m,抽压比为0.8时,氧气质量分数提高5%且分布情况达到最佳状态;对氧气分布影响最大的因素为压入风筒出口与掘进工作面的距离,在设置管道布置方案时应重点考虑。     

高温矿井掘进工作面冰块降温数值模拟研究*

为确定冰块在矿井高温掘进工作面降温中的设计参数,以大红山铜矿西矿段高温掘进工作面为对象,开展通风降温和冰块降温下掘进工作面温度场变化的数值模拟,分析冰块量、摆放方式对掘进巷道工作面附近温度场的影响。结果表明:与只采用通风降温方案相比,增加冰块的降温方案降温效果明显;当冰块摆放方式相同时,冰块量越多,有效制冷时间越长,但增加到一定程度时有效制冷时间基本不变;冰块摆放方式对降温效果有显著影响,在相同的冰块量及同一水平摆放方式下,冰块摆放高度与风筒齐平时的降温效果最佳;当冰块量及垂直摆放方式相同时,距掘进工作面越远,掘进工作面附近温度场温度的分布越均匀,制冷空间越大。     

机掘工作面旋转射流屏蔽通风流场特性数值研究

旋转射流屏蔽通风是应用于机掘工作面中的一种新型通风方式.在理论分析的基础上,利用计算流体力学软件Fluent对这种通风方式下机掘工作面风流流场和有害物控制情况进行了数值模拟.结果表明:旋转射流屏蔽通风能在机掘工作面前方形成一旋转风幕,将掘进产生的粉尘阻隔在旋转风幕和掘进端头之间的有限空间内,并在吸口吸气流的作用下将其排出;在旋风流场和抽风筒吸气流的共同作用下,集尘-除尘装置风口前方巷道中心吸风口部位压力较周围压力低,从而使气流向抽风筒汇集,大大提高了吸风口的抽吸效果;旋转射流作用下的吸气流动轴线速度衰减较普通抽吸缓慢,提高了控制粉尘的能力,有利于远距离粉尘的捕集;旋转射流在巷道横断面上形成稳定旋风,使得工作面的粉尘和瓦斯被卷吸到巷道中心,并在巷道中心横向风共同作用下将粉尘和瓦斯带到吸风口附近,有利于吸气风筒对粉尘和瓦斯的捕集.     

大断面综掘巷道长压短抽条件下粉尘运移模拟

为改善大断面掘进巷道内通风除尘效果,针对龙王沟煤矿副斜井净断面积24.9 m2、供风量1 500 m3/min的情况,采用计算流体软件Fluent,建立长压短抽混合式通风条件下稳态离散相模型(DPM),研究压、抽风筒口相对位置和压抽风量配比对粉尘-风流耦合运移的影响。结果表明,当压入式风筒口到工作面距离为27.5 m,抽出式风筒口到工作面距离为5.0 m,压抽比为1.2时,龙王沟煤矿副斜井大断面综掘巷道内风流稳定,综合除尘效果最佳,模拟结果与现场实测结果基本一致。     

风筒位置对掘进巷道流场影响的PIV实验*

为探究风筒位置对掘进巷道风流分布规律的影响,利用Fluent软件确定出实验模型内流体进入“第二自模区”的临界风速,保证实验模型与实际巷道的流动相似,采用粒子图像测速仪（PIV）对压、抽风筒距迎头不同距离下的前压后抽式通风流场进行测量。实验结果表明:抽风筒距巷道迎头距离的改变对迎头处流场影响较小,涡流中心位置也不会发生改变,当抽风筒距迎头距离大于4.5S,回流区的风流充分发展,流动较为平缓。压风筒距巷道迎头距离的改变对迎头处流场和涡流影响较大,当压风筒距迎头距离大于3S,涡流中心位置向远离迎头的方向移动,涡流区域逐渐扩大。基于相似理论的PIV实验结果可为矿井掘进巷道通风工作提供一定参考。     

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.     

MAD—Ⅱ型风流净化器

为了实现矿井综合防尘技术措施配套,净化掘进巷道入风流特别是串联通风工作面入风流,创造安全卫生的生产作业环境,保障工人身体健康,促进安全文明生产,双鸭山矿务局防尘科同佳木斯防爆配件厂联合研制了MAD—Ⅱ型风流净化器。这种风流净化器是净化矿井风流的专用设备,对于抽出式通风、抽压混合式通风又是一种轻便而理想的除尘器。经过半年多的井下工业试验和技术测定,获得了良好的除尘效果。最近在全国煤炭系统十四个标准化矿井防尘装备审订会上被列为综合防尘配套产品。     

局扇通风系统的优化设计

在巷道掘进过程中,局扇通风是最常见的通风方式之一。在满足所需风量的条件下,风筒和动力设备是相互制约的。风筒直径大,气流阻力较小,但风筒成本高;反之,气流阻力较大,通风耗电大。可见,衡量局扇通风的经济性,需综合考虑通风设备费和耗电费。目前,局扇通风设计普遍是凭经验选定风筒直径,然后根据相应风筒风阻来选择风机。此法的主要问题就在于没有把风筒和动力设备结合起来考虑,采用的风筒直径不能保证通风的经济性。另外,现有局     

矿山井下控制循环风的研究与应用

1 前言 70年代引进的无底柱分段崩落采矿法已逐渐在我国地下开采方法中占据重要位置。但是,这种采矿方法的工作面难以获得有效的通风防尘效果。这种采矿方法的工作面多为独头巷道,很难形成贯穿风流;放矿溜井多,而且与各分层相通,形成复杂的角联网路,造成上下分层风流交叉污染,难以控制;同分层作业进路的进风与回风采用同一条分层连络道,上风端作业排出的污风污染下风端作业的入风源,形成同分层风流的串连污染。针对这种状况,在进路中安装高效除尘器和风机,将清洗工作面的污风,经过净化后,部分再用来清洗工作面,以控制工作面及排出风的含尘浓度。采用这种控制循环通风方     

柔性风筒的双罗圈套接法

矿井局部通风中使用的柔性风筒的连接方法,对通风效果影响很大。目前常用的连较方法有套接法、双反边法、罗圈双反边法等。套接法系生产厂家出厂时的连接方法,操作简单,但漏风较大。在冶金矿山,百米漏风率一般高达10～20％,有效通风距离仅二、三百米,往往满足不了工作面需要的风量。双反边法和罗圈双反边法是将套接法的     

地下工程掘进循环通风防尘的研究

介绍了地下工程掘进就地净化循环通风防尘研究的理论分析与实验结果.研究表明:采用新型高效金属纤维栅洗涤器对地下工程掘进作业面进行就地净化循环通风,能将工作面粉尘浓度控制在2mg/m3以下,符合国家卫生标准.