会宝岭铁矿采场爆破粉尘浓度分布及运移规律模拟研究

发布时间：2017-10-22 02:25

  本文关键词：会宝岭铁矿采场爆破粉尘浓度分布及运移规律模拟研究

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【摘要】：金属矿山是我国矿业领域的重要组成部分,随着经济和社会发展,金属矿产的需求量越来越多,不断增加的开采量使井下采场的粉尘产量也随之增多,不仅关系到矿山职工的身心健康,而且也与企业的经济效益息息相关。如今,对金属矿山采场工作面爆破粉尘浓度分布及运移规律方面的研究相对较少,大多研究的是煤矿的综掘、综采及综放工作面,因此,对金属矿山粉尘的研究为井下现场的防除尘工作提供了重要的理论指导和参考依据。本文的研究对象是在金属矿山具有代表意义的硐室采场,同时与山东能源临矿集团会宝岭铁矿现场硐室采场实际情况相结合,通过FLUENT计算流体力学模拟软件对会宝岭铁矿-100m水平22号硐室采场爆破粉尘浓度分布变化及运动特性进行研究,利用流体力学气固两相流理论以及硐室采场的特点,建立相关的数学模型和几何模型,设定模拟参数及边界条件,进行迭代计算,通过对采场中风流状态进行数值模拟并根据现场实测结果,分析了采场风流分布规律,为粉尘浓度分布规律提供了重要的理论基础。利用k-ε双方程模型和欧拉-拉格朗日离散相(DPM)模型模拟了20Min内采场爆破粉尘浓度变化,以及采场不同入口风速的条件下粉尘的浓度变化情况,研究不同风速对采场排尘的影响,确定了采场排尘的最佳风速(2～2.5m/s),为金属矿山采场粉尘防治的有效性和针对性提供了理论依据。
【关键词】：爆破粉尘 采场 数值模拟 分布及运移
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD714.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 绪论12-24
• 1.1 研究背景12-18
• 1.1.1 金属矿山粉尘的来源及分类13-14
• 1.1.2 金属矿山井下粉尘的特性14-15
• 1.1.3 粉尘的危害15-18
• 1.2 国内外研究现状18-21
• 1.2.1 国内外金属矿山除尘技术研究现状18-20
• 1.2.2 矿山井下粉尘浓度分布及运移规律国内外研究现状20-21
• 1.3 研究的目的、内容和意义21-23
• 1.3.1 研究的目的及意义21-22
• 1.3.2 研究的主要内容22-23
• 1.4 研究技术路线23-24
• 2 会宝岭铁矿采场粉尘运动特性分析24-34
• 2.1 粉尘的空间受力及运动24-29
• 2.1.1 粉尘的空间受力状况分析24-27
• 2.1.2 粉尘的空间运动状况分析27-29
• 2.2 粉尘颗粒的扩散机理29-30
• 2.3 采场粉尘运移影响因素30-32
• 2.3.1 粉尘运移内因分析30-31
• 2.3.2 粉尘运移外因分析31-32
• 2.4 本章小结32-34
• 3 会宝岭铁矿采场风流分布规律数值模拟34-50
• 3.1 计算流体力学CFD简介34-36
• 3.1.1 CFD发展现状34
• 3.1.2 FLUENT软件34-35
• 3.1.3 FLUENT软件模拟求解程序35-36
• 3.2 会宝岭铁矿采场风流分布数值模拟36-49
• 3.2.1 采场气相流场数学模型的建立36-37
• 3.2.2 几何模型的建立37-39
• 3.2.3 计算网格划分39-40
• 3.2.4 模拟参数及边界条件的设定40-42
• 3.2.5 模拟结果及分析42-46
• 3.2.6 模拟结果验证46-49
• 3.3 本章小结49-50
• 4 会宝岭铁矿采场爆破粉尘浓度分布及运移数值模拟50-69
• 4.1 气固两相流的描述及分类50-51
• 4.1.1 气固两相流的描述50
• 4.1.2 气固两相流模型的分类50-51
• 4.2 采场爆破粉尘浓度分布及运移数值模拟51-67
• 4.2.1 模拟所采用的模型及模型假设51-53
• 4.2.2 模拟参数及边界条件的设定53-55
• 4.2.3 模拟结果及分析55-61
• 4.2.4 粉尘浓度测定及分析61-67
• 4.3 风速的不同对采场排尘效果的影响分析67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 5 结论与展望69-71
• 5.1 结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 作者简介75

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