综掘面尘源点对粉尘分布规律的影响及降尘措施的研究

发布时间：2022-11-04 17:35

　　综掘面由于其机械化程度高、设备多而复杂、巷道独头通风距离长等特点,导致巷道粉尘浓度远高于安全标准。高浓度的粉尘会影响工作视线、加剧设备磨损,同时还对作业人员的健康和安全造成威胁。针对综掘面高浓度粉尘治理的难题,本文以玉华矿为研究背景,通过理论分析、数值模拟与现场实测相结合的方法,研究影响风流场和粉尘场分布的因素。通过优化通风除尘方式和增设全断面防尘系统,改善了巷道的除尘效果。首先,根据综掘面设备布置情况建立了几何模型,通过Fluent软件对综掘面采用单一压入式通风时风流场分布进行了模拟分析,得出随着距迎头面距离的增加风速不断降低并在35 m后稳定在0.6 m/s,回风侧风速高于风筒侧风速,在掘进机前后及司机工作区会形成低风速涡流区;分析了尘源位置对司机工作区和回风侧粉尘分布的影响,同时得出无论尘源点位置如何,回风侧粉尘浓度均高于风筒侧,说明粉尘的扩散主要受回风流的影响;通过模拟结果与实测数据对比,验证了模型及模拟方法的正确性和可行性。其次,根据掘进工艺,在模拟中选取5个具有代表性的点依次作为尘源点进行仿真,其结果比按一个固定尘源点仿真更接近于实测数据,说明该方法更为有效;采用这种模拟方... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 综掘面粉尘分布规律国内外研究现状
        1.2.2 防尘技术国内外研究现状
    1.3 论文研究的主要内容及技术路线
        1.3.1 主要内容
        1.3.2 技术路线
2 综掘面粉尘性质及气固两相流理论
    2.1 掘进工作面概况
    2.2 粉尘来源与基本特性
        2.2.1 综掘工作面粉尘来源
        2.2.2 粉尘基本性质及运动特性
    2.3 气固两相流理论
        2.3.1 连续相模型
        2.3.2 离散型分析
    2.4 本章小结
3 综掘面风流场和尘源点位置对粉尘分布规律的分析
    3.1 模拟过程基本假设
    3.2 仿真模型的建立与网格划分
        3.2.1 仿真模型的建立
        3.2.2 网格的生成
        3.2.3 模型及边界条件设置
    3.3 综掘面风流场分布特征
        3.3.1 风流场分析
        3.3.2 风流速度场分析
    3.4 尘源点位置对粉尘浓度分布的影响
        3.4.1 粉尘场分布规律
        3.4.2 粉尘浓度分布规律
    3.5 数值模拟结果与实测数据对比分析
        3.5.1 测试方法及测点布置
        3.5.2 测定结果及分析
    3.6 本章小结
4 尘源点变化下风流场对粉尘分布规律的分析
    4.1 模拟工况的选择
    4.2 压入式通风方式下风筒距离对风流场的影响
        4.2.1 风流场分析
        4.2.2 风流速度场分布
    4.3 压入式通风方式下风筒距离对粉尘分布的影响
    4.4 压抽组合通风方式下粉尘场分析
    4.5 除尘效率及粒径分布
        4.5.1 除尘效率
        4.5.2 粉尘粒径分布规律
    4.6 本章总结
5 全断面防尘系统设计与分析
    5.1 全断面防尘系统设计背景
    5.2 全断面防尘系统设计
        5.2.1 核孔膜防尘网结构设计
        5.2.2 系统组成
        5.2.3 工作原理
        5.2.4 设计特点
    5.3 硬件选型及功能实现
        5.3.1 电源及电机
        5.3.2 单片机
        5.3.3 红外传感器
        5.3.4 粉尘传感器
    5.4 系统功能设计
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3701042