基于三维仿真系统的矿井风流调控技术及应用研究

发布时间：2017-04-29 22:18

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【摘要】：矿井风流对通风系统犹如人体循环系统中的血液一样重要，风流合理有效的流动是地下矿山安全生产的重要保障。随着矿业的发展，矿山通过增加开采深度，扩大开采范围，提高开采强度来扩大生产能力的同时，通风系统愈加复杂，风流调控难题愈加突出，常出现风流短路、循环甚至停滞等问题，导致风量分配不合理、通风效率低，危害矿山安全生产。而矿井风流调控受通风网络、自然风压、通风动力等多因素影响，传统的网络分析手段和风流调控技术难以有效改善复杂系统的通风效果。因此，本文应用三维仿真系统，分析多因素对矿井风流的影响，研究矿井风流调控技术。主要研究内容及结论如下： （1）分析矿井通风三维仿真与优化系统的设计构架和仿真解算模型，通过数值实验研究风网解算结果的影响因子及可靠性，结果表明：解算精度取10-5m3/s，初始风量取10m3/s时模拟解算准确度较高。 （2）应用Visual Basic语言建立矿井自然风压实时计算模型，并分析自然风压对通风系统和矿井风流的影响规律，为自然风压的调节和控制提供依据。 （3）通过综合分析通风网络定律和PMV-PPD指标，建立矿井风流稳定性、热舒适性和有效性的评价模型和指标，定量定级别的评价矿井风流作用效果，为风流调控提供依据。 （4）分析硐室型风流调控技术的结构、类型、功能、影响因素和风流调控理论模型，确定其应用条件和范围。应用矿井通风三维仿真分析系统，探索硐室型技术设计选型方法，并应用与某机械化盘区硐室型风机机站调控，有效改善风流短路、作业面风量不足问题。 （5）对江西某铜矿展开现场测试，综合分析和评价矿井通风系统和风流作用效果，通过仿真模拟和自然风压影响分析研究，提出合理的风流调控技术方案。方案实施后矿井风流分配更合理，，通风效果明显改善。
【关键词】：三维仿真 风网解算 自然风压 模拟分析 硐室型风流调控
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD724
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 通风系统仿真模拟与风流调控技术研究现状12-15
• 1.2.1 通风系统三维仿真与分析研究进展12-13
• 1.2.2 矿井风流调控技术研究现状13-15
• 1.3 研究内容及技术路线15-17
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-17
• 第二章 矿井通风三维仿真与模拟分析17-25
• 2.1 仿真系统构架设计17-18
• 2.2 通风网络三维仿真与解算18-20
• 2.2.1 仿真模型建立18-19
• 2.2.2 风网解算数学模型19-20
• 2.3 风网解算影响因子及可靠性分析20-23
• 2.3.1 影响因子分析20-22
• 2.3.2 可靠性分析22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 自然风压实时计算及其影响与控制25-31
• 3.1 自然风压特性25-26
• 3.2 矿井自然风压实时计算模型26-28
• 3.2.1 自然风压计算方法26-27
• 3.2.2 实时计算模块开发27-28
• 3.3 自然风压影响分析与控制28-30
• 3.3.1 自然风压实时计算与可靠性分析29
• 3.3.2 自然风压对矿井风流影响分析及调控29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 矿井风流特性分析与调控技术研究31-44
• 4.1 矿井风流特性分析31-34
• 4.1.1 风流稳定性分析模型31-32
• 4.1.2 风流热舒适性评价方程32-33
• 4.1.3 风流流动有效性分析33-34
• 4.2 通风网络中风流调节34-36
• 4.2.1 调节方法34-35
• 4.2.2 调节流程35-36
• 4.3 硐室型风流调控技术研究36-39
• 4.3.1 结构及分类36
• 4.3.2 硐室型风机机站36-38
• 4.3.3 柔性风门38
• 4.3.4 柔性风窗38
• 4.3.5 应用特性38-39
• 4.4 硐室型风流调控技术设计选型研究39-43
• 4.4.1 影响因素分析39-40
• 4.4.2 设计选型方法40-41
• 4.4.3 硐室型调控装置模拟分析与选型41-42
• 4.4.4 设计选型应用42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 矿井通风系统仿真分析与风流调控应用研究44-60
• 5.1 矿山概况44-45
• 5.2 通风系统测定分析与评价45-50
• 5.2.1 通风系统测定45-48
• 5.2.2 风流作用分析与评价48-50
• 5.3 通风系统三维仿真与网络模拟分析研究50-53
• 5.3.1 三维仿真50
• 5.3.2 风网模拟分析50-53
• 5.4 矿井风流调控研究53-59
• 5.4.1 风网中风流调控53-55
• 5.4.2 硐室型风流调控55-59
• 5.4.3 调控效果分析59
• 5.5 本章小结59-60
• 第六章 结论及展望60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-64
• 附录A 风网解算结果64-68
• 致谢68-69
• 攻读学位期间的研究成果69-70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐竹云,王英敏;无风墙辅扇通风过程的分析[J];东北工学院学报;1989年05期

2 戴启,汪永茂;自然风压对矿井通风系统的影响及治理[J];矿业安全与环保;1999年04期

3 王海桥,刘荣华;综采工作面隔尘空气幕模拟实验及应用研究[J];矿业安全与环保;2000年02期

4 沈o

本文编号：335720