通风条件下独头巷道氡浓度分布规律研究

发布时间：2020-09-24 19:15

　　 随着我国工业化进程的不断向前推进,能源与矿产资源的需求与日俱增,作为能源与矿产资源的生产者,矿井工人在井下普遍受到氡对身体的辐射伤害。独头巷道由于通风不便和岩体破碎等原因,氡污染相较于矿井其他区域更为严重。因此为了能够有效控制矿井中的氡气污染,正确指导生产通风,改善作业环境,保证井下作业人员的身体健康,本文对通风条件下独头巷道氡浓度分布规律进行了研究。主要研究内容如下:对巷道排氡通风的基本理论进行了介绍,利用FLUENT软件对某独头巷道排氡通风试验进行了数值模拟试验,通过与试验结果对比,验证了计算模型和计算方法的正确性,为本文的研究提供了方法支持。建立了通风条件下一维独头巷道排氡通风模型,对压入式和压抽混合式通风条件下独头巷道氡浓度分布规律进行了推导与计算,得到独头巷道氡浓度分布公式。建立了压入式、抽出式和压抽混合式三种通风条件下独头巷道排氡通风数值模型,对不同通风方式下的独头巷道排氡通风过程进行了研究,得到了三种通风条件下独头巷道氡浓度分布规律,对理论公式的合理性进行了研究,并对三种通风方式下的排氡通风效果进行了对比和分析,为实际生产中通风方式的选择提供了指导依据。从排风口安装高度、围护结构析出率、风源浓度、通风量四个因素出发,分别建立相应模型,研究了各因素对独头巷道排氡通风过程的影响,得到了各因素对独头巷道氡浓度分布的影响规律,为巷道排氡通风提供了指导。
【学位单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD711
【部分图文】：

第二章 巷道排氡通风基本理论与计算章介绍了巷道排氡通风的相关理论背景，对抽出式通风条件下巷道内的进行了介绍，在此基础上对压入式和压抽混合式通风条件下巷道内的氡理论推导与分析，为本文接下来的研究提供了理论支持。道排氡通风基本理论氡的性质与危害（Radon）是一种气态天然放射性元素，无色无味，易溶于有机溶剂，碳等中，也容易被橡胶、活性炭。硅胶和其他吸附剂吸附，化学性质极一共具有 3 种氡的同位素，分别是氡-219、氡-220 和氡-222。三种核素钍系、锕系三种不同的天然衰变系。图 2-1 为三系衰变的简化过程图。

西南交通大学硕士研究生学位论文 第 11 页2.1.4 巷道常见通风形式掘进通风方法主要分为矿井总风压的通风方法和用局部动力设备的通风方法。我国《煤矿安全规程》规定，掘进巷道必须采用矿井全风压通风或者局部通风机通风。局扇通风是矿井中普遍采用的掘进通风方式。按照工作方式可以分为压入式、抽出式、压抽混合式三种。巷道常见通风形式如图 2-2 所示。

图 2-3 压入式通风条件下巷道风流结构图抽出式通风是将局部通风机安装在距离巷道出口 10m 以外的出风侧，新鲜风流经过巷道出口流入巷道内部，通过风筒由局部通风机抽出。抽出式通风风流结构如图 2-4所示。由于局部通风机是通过负压将巷道内空气抽出，对于巷道内围护结构氡的析出有一定促进作用。抽出式通风是借助紊流扩散作用使新风和含有污染物的空气进行掺混后通过抽风机的负压抽吸带走掺混后空气，如果距离抽风口过远，则很难将污染物带离巷道，同时由于空气流动具有连续性，吸程以外的空气受到吸程内空气的流动作用产生了循环涡流区，进一步增大了排污难度。所以抽风口距离工作面的长度需要小于等于抽风口有效吸程，有效吸程公式如式（2-2）[47]所示：LLSe 1.5（2-2）其中 L 为抽风口距离工作面距离，m；Le为有效吸程，m；S 为巷道断面面积，m2。

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈建宏;邓东升;唐海琼;;基于有限元结合MATLAB数值模拟的铀矿山氡扩散迁移研究[J];黄金科学技术;2016年05期

2 杨泱;;回归模型筛选准则及方法比较研究[J];昆明理工大学学报(自然科学版);2015年03期

3 叶勇军;丁德馨;王立恒;李向阳;谢东;钟永明;赵娅利;;压入式通风独头巷道内氡及其子体浓度的计算模型与其分布规律[J];中南大学学报(自然科学版);2015年05期

4 蒋仲安;王露露;张中意;;掘进巷道中长压短抽条件下附壁风筒的实验研究[J];现代矿业;2015年03期

5 戴剑勇;石竞羽;;基于氡析出机制的铀矿井巷道通风可靠性分析[J];核技术;2015年01期

6 ;中国已成世界第一大能源生产国和消费国[J];中国环境科学;2014年05期

7 王起伟;袁丽;董娴;连慧亮;王婧;;地下工程中氡的防治措施[J];暖通空调;2013年S1期

8 王曙光;史淼;王春艳;李茹;李恒;;机械通风条件下巷道围岩的氡析出规律[J];后勤工程学院学报;2012年06期

9 王辉;蒋仲安;黄丽婷;廖贤鑫;王继冉;;掘进巷道中长压短抽式通风合理压抽比实验研究[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2011年02期

10 陈海江;魏国山;;浅谈掘进工作面局部通风[J];黑龙江科技信息;2010年10期

相关会议论文 前1条

1 任平;范静雅;赵志根;;煤矿中氡的危害及防治[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年

相关硕士学位论文 前4条

1 张宇轩;不同通风方式下铀矿独头巷道的最小排氡和排氡子体风量的理论研究[D];南华大学;2016年

2 张忠相;深部高温铀矿井巷道氡析出规律试验研究[D];南华大学;2016年

3 李恩福;受载煤岩破裂过程氡析出规律研究[D];河南理工大学;2015年

4 方鹏;矿山独头巷道炮烟扩散规律的数值模拟研究[D];昆明理工大学;2013年

本文编号：2826149