全岩综掘工作面抽出式通风除尘系统的设计与应用
发布时间：2021-02-02 16:57
针对全岩综掘工作面粉尘污染严重的问题,以红柳林煤矿3-1煤辅运巷全岩段为研究对象,建立工作面物理模型,利用数值模拟方法,对比分析影响抽出式通风除尘效果的风量、风筒直径、进风口与工作面距离3个参数,得出了最佳的系统设计参数,并进行现场验证。结果表明,采用最佳设计参数的抽出式通风系统,司机位置总粉尘、呼吸性粉尘质量浓度可分别控制在15.3、8.9 mg/m3以下,与压入式通风相比,降尘效率分别提升到98.7%、98.5%以上。
【文章来源】：黑龙江科技大学学报. 2020,30(06)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
工作面简化物理模型
工作面计算配风量300 m3/min。为了研究风量对除尘效果的影响,设置风量分别为300、350、400、500 m3/min,风筒直径为800 mm,风筒进风口与掘进工作面距离为2 m。所得到的不同风量下粉尘场分布如图2所示,其中,ρ为粉尘质量浓度。由图2可知,不同风量下,工作面粉尘运移及分布规律基本一致。由于掘进工作面进风口前方区域风流方向基本指向风筒进风口,截割头产生的高浓度粉尘随工作面风流运移,因此,产生的粉尘没有向司机侧扩散,总体上向风筒进风口运移;同时,由于自身重力及掘进工作面区域巷道下部局部涡流作用,粉尘在掘进机右侧至掘进工作面区域底板附近聚集,此部分粉尘质量浓度高达1 000 mg/m3以上。粉尘沿底板扩散最远,最大扩散距离约3.4 m,不同风量下此距离基本保持不变。因此,工作面配风量已经满足现场除尘的需要,抽风量的增加,除尘效果并未出现明显变化,反而通风经济性变差。因此,将工作面计算配风量作为抽出式通风的抽风量。
为了研究风筒直径对除尘效果的影响,分别设置风筒直径为600、800、1 000、1 200 mm,风量为300 m3/min,风筒进风口与掘进工作面距离为2.0 m,得到不同风筒直径下粉尘场分布如图3所示。从图3可以看出,不同直径抽风风筒的控尘效果差别不大。1 200、1 000 mm直径的风筒控尘效果略好于600、800 mm。负压抽尘效果与工作面风速密切相关,因此,对掘进工作面0～3.0 m范围内l分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 m巷道断面的平均风速[15]及风速均匀性系数[15]进行了计算,如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]神东矿区综掘快速掘进技术应用分析[J]. 张茂生,赵志清,董俊亮. 煤炭技术. 2020(03)
[2]抽出式通风掘进工作面巷道风速分布实验研究[J]. 黄立宁. 沈阳理工大学学报. 2019(02)
[3]综掘工作面压风分流控除尘技术研究与应用[J]. 陈芳,张设计,马威,袁地镜,张小涛. 煤炭学报. 2018(S2)
[4]压抽比及风幕发生器位置对机掘工作面阻尘效果的影响[J]. 程卫民,王昊,聂文,周刚,孙彪. 煤炭学报. 2016(08)
[5]综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果分析[J]. 聂文,程卫民,周刚. 煤炭学报. 2015(03)
[6]旋流风幕扰动硬岩综掘面风-尘流场数值模拟[J]. 聂文,程卫民,陈连军,徐翠翠. 中国安全科学学报. 2014(03)
[7]矿尘的产生机理研究[J]. 王庆国,王德明,王和堂. 煤矿安全. 2014(02)
[8]我国煤矿岩巷安全高效掘进技术现状与展望[J]. 杨仁树. 煤炭科学技术. 2013(09)
[9]全岩巷综掘工作面高效综合除尘技术[J]. 张小康,周刚. 煤炭科学技术. 2013(08)
[10]大断面全岩巷综掘工作面泡沫降尘技术[J]. 陈贵,王德明,王和堂,韩方伟,马岩. 煤炭学报. 2012(11)
博士论文
[1]镐型截齿破岩机理及悬臂式掘进机截割性能研究[D]. 王想.重庆大学 2017
硕士论文
[1]抽出式通风岩巷粉尘运移及风筒粉尘沉积规律研究[D]. 许洋铭.煤炭科学研究总院 2018
[2]综掘工作面粉尘运移与沉积的气固两相流模拟[D]. 张继健.中国矿业大学 2015
本文编号：3015050
【文章来源】：黑龙江科技大学学报. 2020,30(06)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
工作面简化物理模型
工作面计算配风量300 m3/min。为了研究风量对除尘效果的影响,设置风量分别为300、350、400、500 m3/min,风筒直径为800 mm,风筒进风口与掘进工作面距离为2 m。所得到的不同风量下粉尘场分布如图2所示,其中,ρ为粉尘质量浓度。由图2可知,不同风量下,工作面粉尘运移及分布规律基本一致。由于掘进工作面进风口前方区域风流方向基本指向风筒进风口,截割头产生的高浓度粉尘随工作面风流运移,因此,产生的粉尘没有向司机侧扩散,总体上向风筒进风口运移;同时,由于自身重力及掘进工作面区域巷道下部局部涡流作用,粉尘在掘进机右侧至掘进工作面区域底板附近聚集,此部分粉尘质量浓度高达1 000 mg/m3以上。粉尘沿底板扩散最远,最大扩散距离约3.4 m,不同风量下此距离基本保持不变。因此,工作面配风量已经满足现场除尘的需要,抽风量的增加,除尘效果并未出现明显变化,反而通风经济性变差。因此,将工作面计算配风量作为抽出式通风的抽风量。
为了研究风筒直径对除尘效果的影响,分别设置风筒直径为600、800、1 000、1 200 mm,风量为300 m3/min,风筒进风口与掘进工作面距离为2.0 m,得到不同风筒直径下粉尘场分布如图3所示。从图3可以看出,不同直径抽风风筒的控尘效果差别不大。1 200、1 000 mm直径的风筒控尘效果略好于600、800 mm。负压抽尘效果与工作面风速密切相关,因此,对掘进工作面0～3.0 m范围内l分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 m巷道断面的平均风速[15]及风速均匀性系数[15]进行了计算,如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]神东矿区综掘快速掘进技术应用分析[J]. 张茂生,赵志清,董俊亮. 煤炭技术. 2020(03)
[2]抽出式通风掘进工作面巷道风速分布实验研究[J]. 黄立宁. 沈阳理工大学学报. 2019(02)
[3]综掘工作面压风分流控除尘技术研究与应用[J]. 陈芳,张设计,马威,袁地镜,张小涛. 煤炭学报. 2018(S2)
[4]压抽比及风幕发生器位置对机掘工作面阻尘效果的影响[J]. 程卫民,王昊,聂文,周刚,孙彪. 煤炭学报. 2016(08)
[5]综掘工作面压风气幕形成机理与阻尘效果分析[J]. 聂文,程卫民,周刚. 煤炭学报. 2015(03)
[6]旋流风幕扰动硬岩综掘面风-尘流场数值模拟[J]. 聂文,程卫民,陈连军,徐翠翠. 中国安全科学学报. 2014(03)
[7]矿尘的产生机理研究[J]. 王庆国,王德明,王和堂. 煤矿安全. 2014(02)
[8]我国煤矿岩巷安全高效掘进技术现状与展望[J]. 杨仁树. 煤炭科学技术. 2013(09)
[9]全岩巷综掘工作面高效综合除尘技术[J]. 张小康,周刚. 煤炭科学技术. 2013(08)
[10]大断面全岩巷综掘工作面泡沫降尘技术[J]. 陈贵,王德明,王和堂,韩方伟,马岩. 煤炭学报. 2012(11)
博士论文
[1]镐型截齿破岩机理及悬臂式掘进机截割性能研究[D]. 王想.重庆大学 2017
硕士论文
[1]抽出式通风岩巷粉尘运移及风筒粉尘沉积规律研究[D]. 许洋铭.煤炭科学研究总院 2018
[2]综掘工作面粉尘运移与沉积的气固两相流模拟[D]. 张继健.中国矿业大学 2015
本文编号：3015050
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