综采工作面旋转风幕隔尘理论及试验研究
本文选题:安全工程 + 综采工作面 ; 参考:《安全与环境学报》2015年06期
【摘要】:为了进一步提高综采工作面空气幕隔尘效率,提出采用新型旋转风幕进行隔尘。根据冲击射流相关理论,推导出了垂帘合理安装位置及垂吊高度。利用旋风分离理论,导出了旋转风幕所能控制的最大粉尘粒径和隔尘效率表达式。借助模型试验,对旋转风幕隔尘下的综采工作面粉尘质量浓度分布及旋转风幕的隔尘效率进行了分析。结果表明:采用旋转风幕隔尘时,空气幕气流在煤壁侧形成一旋转风幕,采煤机滚筒割煤所产生的粉尘在该旋转风幕的卷吸作用下,被控制在煤壁侧,并被工作面风流带走;由于垂帘的阻隔作用,空气幕气流冲击顶板后只能往煤壁方向运动,阻止了空气幕将卷吸进来的粉尘带到采煤司机的工作区,提高了空气幕的隔尘效率;旋转风幕隔尘时,司机侧的粉尘质量浓度较普通空气幕隔尘时进一步降低,其粉尘质量浓度由78 mg/m~3降低至69 mg/m~3,粉尘隔尘效率由81.8%提高至84.2%,提升了2.4%;旋转风幕对呼吸性粉尘的隔尘优势更为明显,司机侧呼吸性粉尘质量浓度由14 mg/m~3降至8 mg/m~3,呼吸性粉尘隔尘效率高达92.6%,较普通空气幕提高了6.5%;旋转风幕对不同粒径粉尘的隔尘效率有差异,随粉尘粒径增加,旋转风幕的隔尘效率不断下降。
[Abstract]:In order to improve the dust isolation efficiency of air curtain in fully mechanized mining face, a new type of rotary air curtain is proposed.According to the theory of impinging jet, the reasonable installation position of vertical curtain and the height of vertical suspension are deduced.Based on the theory of cyclone separation, the expressions of maximum dust particle size and dust isolation efficiency controlled by rotating wind curtain are derived.The distribution of dust mass concentration and the dust isolation efficiency of rotary air curtain in fully mechanized mining face are analyzed with the help of model test.The results show that when the rotary air curtain is used to separate dust, the air curtain forms a rotating air curtain on the side of the coal wall, and the dust produced by the coal cutting drum of the shearer is controlled on the side of the coal wall and taken away by the air flow in the face under the action of entrainment of the rotary air curtain.Because of the blocking effect of the vertical curtain, the air curtain can only move toward the coal wall after the air curtain impinges on the roof, thus preventing the air curtain from bringing the dust in the coal mining driver's working area, thus improving the dust isolation efficiency of the air curtain; when the air curtain is separated by the dust, the air curtain can only move in the direction of the coal wall.The dust concentration on the driver side decreased further than that of the ordinary air curtain, and the dust mass concentration decreased from 78 mg/m~3 to 69 mg / mm3, and the dust isolation efficiency increased from 81.8% to 84.2%, which increased 2.4.The dust isolation advantage of the rotating air curtain on respiratory dust was more obvious.The quality concentration of respiratory dust on the driver side decreased from 14 mg/m~3 to 8 mg / mm3, and the dust isolation efficiency of respiratory dust reached 92.6%, which was 6.5% higher than that of the ordinary air curtain, and the dust isolation efficiency of the rotating air curtain was different with the increase of the particle size of the dust.The dust isolation efficiency of the rotating wind curtain is decreasing.
【作者单位】: 湖南科技大学能源与安全工程学院;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(51574123)
【分类号】:TD714.4
【参考文献】
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1 刘荣华;李夕兵;施式亮;王鹏飞;丘汉锋;王维建;;综采工作面隔尘空气幕出口角度对隔尘效果的影响[J];中国安全科学学报;2009年12期
【共引文献】
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1 王鹏飞;冯涛;刘荣华;;综采工作面空气幕隔尘理论研究[J];安全与环境学报;2010年05期
2 刘杰;杨胜强;郭记伟;刘垒;;高压空气幕在综掘面防尘中的应用[J];工业安全与环保;2013年07期
3 张茂宇;贾福音;;煤矿井下粉尘监测、防治技术的现状与趋势[J];中国安全生产科学技术;2011年12期
4 刘杰;杨胜强;郭记伟;刘垒;;矿用空气幕研究现状及展望[J];煤矿安全;2013年02期
5 程卫民;杨俊磊;周刚;;基于高压气幕技术的综掘面封闭式除尘系统参数优化设计[J];煤矿安全;2013年07期
6 王鹏飞;刘荣华;汤梦;张文;桂哲;;综采工作面旋转风幕隔尘实验研究[J];环境工程学报;2015年08期
7 张建卓;祝天姿;高猛;李康康;;综掘面风幕集尘除尘系统的参数优化与数值模拟[J];中国安全科学学报;2011年04期
8 聂文;程卫民;陈连军;徐翠翠;;旋流风幕扰动硬岩综掘面风-尘流场数值模拟[J];中国安全科学学报;2014年03期
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1 贾进彪;综掘工作面高压气幕隔尘技术的研究[D];山东科技大学;2011年
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【二级参考文献】
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2 李晓豁,赵树强,宋纪侠;确定采煤工作面粉尘浓度的新方法[J];煤炭科学技术;2005年02期
3 王海桥,施式亮,刘荣华,刘何清;综采工作面司机处粉尘隔离技术的研究及实践[J];煤炭学报;2000年02期
4 刘荣华,王海桥,施式亮,刘河清;用空气幕阻止粉尘向采煤机司机工作区扩散的模拟实验研究[J];湘潭矿业学院学报;2000年03期
5 刘建荣;史文安;;采煤工作面粉尘状况与防尘工作重点[J];中国安全科学学报;1992年04期
6 杨胜来;综采工作面粉尘运移和粉尘浓度三维分布的数值模拟研究[J];中国安全科学学报;2001年04期
7 牛伟;蒋仲安;王晓珍;田冬梅;;综放工作面粉尘浓度分布规律的数值模拟[J];中国矿业;2008年12期
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1 周韬;旋风分离器的气固两相特性研究与数值模拟[D];上海交通大学;2007年
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6 ;[J];;年期
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2 张翔;邓冰;;发展与不发展南海扰动的能量收支与转换特征[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
,本文编号:1734855
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