煤矿井下自动风门的设计与实践

一、问题 随着国家法制建设的逐步完善,通风与安全很大程度上制约着采矿业的稳定发展,对矿井通风的安全性要求越来越高,井下通过设置风门来控制风流量达到预期的风量分配是一种常用而经济有效的手段.然而,在煤矿生产实践中,目前通常使用的都是手动风门,虽然也按照设计规范施工成使其正常情况下能够依靠自重实现自动关闭,但是由于管理上的某些原因和人为的某些原因,往往因行人或行车过后而没有及时关上,甚至被车辆误撞而损毁,通风系统的可靠性程度没有保障,严重影响井下通风的安全性.那么要解决这个问题,就必须寻找一种自动风门,解决这种生产与安全的矛盾,我公司选择在天湖岩煤矿进行了井下自动风门的研究设计与实践.     

金属矿井主扇反风技术分析及数值模拟研究

立足于现有的计算流体力学方法,提出了对轴流式风机反风的数值仿真模拟。运用CFD软件Fluent对轴流式风机正反转都进行了三维数值模拟,选用K40-4-15型轴流风机作为研究对象,重点研究了轴流式风机的反风性能以及叶片安装角、叶型拱度和转速对其反风量的影响。模拟结果为提高轴流式风机的反风量提供了科学的依据。     

基于防突风门直角-分支巷道冲击气流传播特征研究*

为研究防突风门未破坏下直角-分支巷道中瓦斯突出冲击气流传播特征,建立相似几何模型,采用数值模拟方法计算突出腔体压力在7.5×105 Pa情况下流场中冲击气流压力和速度的变化,分析冲击气流传播随时间的变化过程。研究结果表明:在分叉口-风门段,正向冲击压力与风门反射压力相交产生瓦斯超压现象;在突出口-分叉口段,正向冲击压力与风门反射压力相互冲击,有效降低突出口冲击气流的瞬时强度;在分叉口处,正向冲击气流首先产生绕射并形成单向涡旋,风门反射气流产生的绕射与单向涡旋方向相反,涡旋强度降低。     

风门开闭动态过程对矿井风流影响规律研究*

为探究风门开闭动态过程对矿井风流的影响规律,采用数值模拟方法,得出风门开启角度对于巷道内流场变化及测点风速波动的影响及其规律,结合实验验证测点风速波动规律,并分析风门开启角度与第1次峰值出现时间、异常风速波动时长、风速波动幅值3个波动特征之间的关系。研究结果表明:风门开启后,风门所在巷道及其关联巷道流场产生剧烈波动;风门关闭后,波动影响也不会立即消失;风门开闭动态过程中,所有测点的风速皆呈现先升后降或先降后升的波动规律,随后进入震荡过程,最后震荡逐渐减小至正常风速波动范围内,其中风门所在巷道的测点风速会在震荡过程中产生风速方向反转现象;经对比分析,风门前的测点风速波动特征更好反映风门开启角度,二者呈正相关性。     

调节风窗对瓦斯爆炸影响的数值分析*

为研究调节风窗的面积、位置对瓦斯爆炸传播特性的影响,通过FLACS软件构建不同面积和不同位置调节风窗的风门-巷道模型,对瓦斯在该模型中的爆炸及其传播进行数值模拟,并分析瓦斯爆炸压力、火焰传播速度。研究结果表明:风门前最大瓦斯爆炸压力值与调节风窗边长呈现指数减小关系,而风门后最大瓦斯爆炸压力值与调节风窗边长呈现指数增加关系;火焰传播速度与调节风窗边长呈现指数增加关系;相同面积情况下,调节风窗中心位置对瓦斯爆炸影响较小。     

入口风门叶片角度对风机性能的影响

入口风门是风机调节的重要部件,入口风门叶片安装正确与否直接关系到风机的性能,甚至影响除尘系统的正常运行。     

矿井通风信息界定与分类研究

为了改善我国煤矿通风安全状况,研究矿山通风信息的采集和处理.将通风管理人员纳入通风系统的概念中,从建立矿井通风信息管理系统的目的出发,确定了信息界定的原则、依据、方法和范围.将矿井通风信息分为通风动力信息(机械动力信息和自然风压信息)、通风网路信息(网络结构信息和分支信息)、通风调控设施信息(风门、密闭、调节风窗、风帘、风桥信息)、通风管理人员信息和矿井空气品质信息(反映人舒适度及对人有益、有害物质浓度的信息),并分别界定了每一类包含的信息,共191个单独信息.     

回采工作面瓦斯爆炸风门冲击载荷研究*

为研究瓦斯爆炸后瓦斯积聚体积对风门冲击载荷的影响，结合羊场湾矿井Ⅱ020612回采工作面风门实际情况，运用Fluent软件对上隅角瓦斯积聚体积为5，35，65，95，125，155，185 m3条件下的风门冲击载荷进行研究。结果表明:风门冲击载荷随时间变化出现2次峰值，第1次峰值为风门冲击载荷最大值；若风门间距离较近，则风门间的互相影响使冲击载荷形成第3次峰值。风门爆炸冲击载荷最大值与瓦斯积聚体呈现幂函数增加关系；风门达到冲击载荷最大值的时间随着瓦斯积聚体积增加呈现幂函数减小关系。研究结果可为瓦斯爆炸对风门的影响研究提供依据。