基于ANSYS·FLUENT的粉尘分布规律研究及防治

发布时间：2021-11-19 18:17

　　已知10-108掘进工作面在掘进过程中巷道粉尘浓度较大,经检测在掘进面附近粉尘浓度达到了530 mg/m³,巷道本身采用压入式通风,作业环境恶劣,巷道工人有时会出现呼吸困难症状,为了了解掘进过程中巷道粉尘的分布情况并为后续降尘方案提供依据,矿方采用ANSYS·FLUENT软件对掘进面进行了数值模拟,得出巷道粉尘在离掘进头5m处浓度最高,集中在司机位以及离掘进头15m之间,为此矿方在司机位置～离掘进头15m处采用了高压喷雾技术,另外在皮带输送机上也架设了喷雾器,经过现场实测后发现全尘及呼尘浓度均下降明显,其中全尘降尘率在83.7%,呼尘降尘率在80.1%,降尘效果明显,为掘进作业人员优化了作业环境,同时也降低了尘肺病的风险。 

【文章来源】：煤矿现代化. 2020,(04)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

掘进巷道风速矢量模型

已知巷道宽4.0m，高3.5m，首先建立坐标系，以巷道宽度为X轴，风筒巷道壁一侧为X=0m，以巷道高度建立Y轴，巷道底板高度Y=0m，模型计算设置对断面内不同的X坐标值时得到巷道粉尘浓度分布图见图3，另外对断面内不同高度时即不同的Y坐标得到巷道粉尘浓度分布图见图4。图4 Y坐标不同时得到巷道粉尘浓度分布图

图3 X坐标不同得到巷道粉尘浓度分布图通过观察图3以及图4后可以发现巷道粉尘浓度多在掘进机头位置处，随着X坐标值的增大，巷道粉尘浓度在掘进机处也是在逐渐增大的，超过了200mg/m3，这是因为风流在射向工作面后会向相反方向反射，反射回的风流由于受到掘进机的阻拦，一部分风流会在掘进机前方一定区域内产生小的涡流，另外一部分风流通过掘进机的两侧通过并会在掘进机尾部一定区域内产生小的涡流。所以在掘进机前后粉尘浓度相对较高。而在风筒一侧，由于新鲜风流比较多且风流运动相对剧烈，所以掘进机两侧风流浓度相差较大；随着Y坐标的增加，巷道粉尘浓度在掘进面有所减少，但同时也可以看出在距离在掘进工作面产尘源一段距离后，粉尘浓度变小并趋于稳定。这是由于掘进机截割煤岩时产生的大颗粒粉尘受重力作用而沉降，再加上通风流场内风速减小及强度均匀等因素的影响。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Fluent的煤矿井下巷道粉尘运动的仿真研究[J]. 王望.  机械工程与自动化. 2019(03)
[2]高压喷嘴的射流仿真研究[J]. 张振,章巧芳.  机电工程. 2013(02)

硕士论文
[1]综采工作面呼吸性粉尘分布规律的数值模拟研究[D]. 王晔.西安科技大学 2016
[2]高压喷雾降尘系统的关键技术研究[D]. 郭永明.西安工业大学 2016



本文编号：3505594