综掘工作面压入式通风流场及粉尘运移规律研究

发布时间：2022-02-21 15:06

　　煤炭是我国的主要能源之一,随着绿色环保、可持续发展理念的深入,煤炭的清洁、高效、安全利用也日益受到重视。为保障安全生产,掘进巷道内的通风环境十分重要。压入式通风是井下普遍采用的局部通风方式,而反映压入式通风效果的关键因素是流场结构和粉尘聚集区域,为此本文系统地分析了综掘工作面压入式通风的流场结构及粉尘运移规律,开展了以下研究:基于流体力学、气固两相流理论及相似理论,本文建立了综掘工作面压入式通风的相似实验系统;通过风速及粉尘浓度的实验测定,研究了压入式通风的风速分布特征及粉尘分布特征;数值模拟详细分析了综掘巷道压入式通风的流场结构,结合实验数据得出流场的分区特征;模拟分析不同风筒高度和风筒与迎头不同距离时的流场及粉尘场的特征,得出风筒位置变化对风流和粉尘分布的影响规律;模拟分析不同风量情况下的粉尘分布,得出风速对粉尘运移和沉积的影响规律。本文的研究成果如下:（1）依据相似理论,采用量纲分析法得出综掘巷道压入式通风模型实验需要满足四个相似准则。当几何比为0.3时,风速的相似比为2.62,且验证流体雷诺数处于自模区,从而保证了模型实验的运动相似和动力相似。（2）综掘巷道压入式通风条件下流场... 

【文章来源】：河南理工大学河南省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究状况
        1.2.1 粉尘运移数学模型研究现状
        1.2.2 气固两相流数值模拟研究现状
        1.2.3 矿井粉尘运移规律实验研究现状
    1.3 本文研究的主要内容和方法
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 主要研究方法
        1.3.3 技术路线
2 综掘工作面风流及粉尘场基本理论
    2.1 流体力学理论
    2.2 综掘工作面通风特征
    2.3 粉尘的基本物理性质
    2.4 本章小结
3 综掘工作面相似实验平台搭建
    3.1 相似理论推导
        3.1.1 气体运动方程
        3.1.2 颗粒运动方程
        3.1.3 相似准则简化
    3.2 综掘工作面相似实验平台概述
        3.2.1 相似比计算
        3.2.2 通风参数确定
    3.3 本章小结
4 综掘工作面风流场及粉尘场相似实验研究
    4.1 实验系统搭建及操作
        4.1.1 实验平台介绍
        4.1.2 测量仪器
        4.1.3 测点布置及操作步骤
    4.2 实验结果分析
        4.2.1 综掘巷道压入式通风风速分布特征
        4.2.2 综掘巷道粉尘分布规律
    4.3 本章小结
5 综掘工作面风流场及粉尘场数值模拟研究
    5.1 FLUENT软件介绍
    5.2 FLUENT软件气固两相模拟理论基础
        5.2.1 连续相运动
        5.2.2 离散相模拟数学模型
    5.3 综掘工作面压入式通风流场结构分析
        5.3.1 模型建立及网格划分
        5.3.2 模拟结果分析
        5.3.3 模拟结果验证及可靠性分析
    5.4 不同通风参数下综掘巷道风流及粉尘运移规律模拟研究
        5.4.1 物理模型及条件设定
        5.4.2 风筒高度对风流场及粉尘运移的影响规律
        5.4.3 风筒距迎头距离对风流场及粉尘运移的影响规律
        5.4.4 风量对风流场及粉尘运移规律的影响
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]综掘工作面干式过滤除尘技术实验研究及实践[J]. 周福宝,李建龙,李世航,王飞.  煤炭学报. 2017(03)
[2]综掘工作面压入式风筒出口有效距离研究[J]. 张大明,马云东,罗根华.  安全与环境学报. 2016(04)
[3]基于时间尺度的综掘工作面涡流粉尘场扩散规律数值模拟[J]. 范韬,白若男,邱晗,张琦.  煤矿安全. 2016(07)
[4]基于气固两相流的粉尘质量浓度测量装置优化[J]. 刘丹丹,魏重宇,李德文,滕昱玲.  煤炭学报. 2016(07)
[5]Effect of suppressing dust by multi-direction whirling air curtain on fully mechanized mining face[J]. Nie Wen,Liu Yanghao,Wei Wenle,Hu Xiangming,Ma Xiao,Peng Huitian.  International Journal of Mining Science and Technology. 2016(04)
[6]综采工作面PM2.5粉尘喷雾沉降效果优化研究[J]. 张江石,范召兖,王建豪,李志彪.  煤炭技术. 2016(07)
[7]基于FLUENT的掘进机外喷雾降尘系统相似参数的探讨[J]. 赵丽娟,黄凯,洪侠,李明昊.  中国安全生产科学技术. 2016(06)
[8]不同影响因素条件下综放工作面移架粉尘分布规律实验研究[J]. 王明,蒋仲安,陈举师.  煤矿安全. 2016(04)
[9]综放面多尘源粉尘分布规律数值模拟及实测[J]. 王洪胜,谭聪,蒋仲安,张义坤,王明.  哈尔滨工业大学学报. 2015(08)
[10]开放空间中自由下落粉尘随水平风流运移扩散的数值模拟[J]. 郭帅伟,邹树梁,唐德文,关朝阳,赵然.  安全与环境学报. 2015(02)

博士论文
[1]基于欧拉—欧拉模型的空气重介质流化床多相流体动力学的数值模拟[D]. 贺靖峰.中国矿业大学 2012
[2]基于风幕技术的综掘面粉尘防治研究[D]. 李雨成.辽宁工程技术大学 2010

硕士论文
[1]长压短抽式通风综掘工作面粉尘运移规律研究[D]. 尹云波.安徽建筑大学 2015
[2]露天堆煤场粉尘起尘及运移扩散规律研究[D]. 杨丹.辽宁工程技术大学 2007
[3]掘进工作面截割粉尘及其影响因素的研究[D]. 姜健.辽宁工程技术大学 2001



本文编号：3637505