薄煤层综采工作面气幕隔尘技术研究

发布时间：2017-11-18 00:18

  本文关键词：薄煤层综采工作面气幕隔尘技术研究

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【摘要】：随着国内煤炭需求的增大和矿区开采年限的增加,优质煤炭资源越来越少,薄煤层因其独特的开采条件和不容忽视的经济地位,越来越受到煤矿开采的重视。随着煤矿生产机械化程度的不断提高,采煤工作面的粉尘问题日趋严重。同时随着社会进步和国民经济的发展,人们的劳动保护意识不断增强,在薄煤层综采工作面研究开发行之有效的防尘技术势在必行。气幕隔尘技术在煤矿粉尘治理中有所应用,但大部分研究是针对厚及中厚煤层展开,薄煤层综采工作面气幕隔尘相关参数设计仍有待进一步研究。为此,本文以冀中能源股份有限公司邯郸郭二庄煤矿22410薄煤层综采工作面为研究对象,通过理论分析,数值模拟及实验室试验对薄煤层综采工作面气幕隔尘技术展开研究,主要结论如下:(1)通过理论计算,得出薄煤层综采工作面呼吸性粉尘运动及分布规律主要受到工作面风流及侧向扰动风流的影响,确定了数值模拟粉尘扩散动力的简化依据。(2)通过Fluent数值模拟,得出了薄煤层综采工作面粉尘的分布规律及其分布的主要影响因子,数值计算结果表明:综采工作面粉尘的扩散范围,随着侧向扰动风速的增大而增大,随着工作面风速的增大而减小,适当的提高工作面入口风速可以达到通风排尘的目的。(3)采煤机截深的增加时,采煤机产量减小,采煤机司机距煤壁的距离增大,采煤机司机处的粉尘浓度随之减小。条件允许的情况下,薄煤层综采工作面应尽量采用大截深割煤。(4)通过理论计算,确定了薄煤层综采工作面气幕卷吸风量与出口宽度及出口风速之间的关系,并通过数值模拟对气幕隔尘参数展开优化设计。模拟结果表明:模拟条件下,空气幕的最佳长度为4.3m,出口宽度为20mm,出口风速为6m/s,安装角度应控制在5°~10°范围内,气幕的最大隔尘效率可达94.30%~96.72%,空气幕对呼吸性粉尘具有明显的控制作用,气幕隔尘技术在薄煤层综采工作面粉尘治理中有其应用前景和研究价值。(5)通过实验室试验,测定出了实验粉尘的粒径分布,并对实验条件下,薄煤层模拟工作面粉尘分布规律及气幕隔尘最佳参数展开测定。实验结果表明:合理的隔尘参数可以使空气幕对平均粒径为87.852μm全尘达到良好的隔尘效果,隔尘效率为74.7%。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD714.4

【参考文献】

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本文编号：1197890