白石潭铁矿地下矿山采场通风系统优化研究

发布时间：2017-05-17 10:24

  本文关键词：白石潭铁矿地下矿山采场通风系统优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着矿山开采时间越来越长和浅部资源不断地枯竭，非煤矿山开采深度越大，井下通风环境(如温度，湿度等）越恶劣，矿井通风问题和工作面爆破产生的有毒有害气体排除问题已严重影响到矿山安全生产。 论文针对非煤地下矿山采场通风问题，结合綦江白石潭铁矿地下矿山的现场实际情况，开展了矿井通风优化和采场爆破后有毒有害气体的运动规律研究，其研究成果对工作面进行有效合理通风、降低工作面炮烟浓度、保障井下作业人员的生命安全具有重要的理论和实际意义。 论文研究取得的主要成果及结论如下： ①基于采场风流流动理论，建立了綦江白石潭铁矿地下矿山采场内风流流动的物理模型。 ②利用FLUENT流体力学模拟分析软件，对矿山采场内风流流动进行数值模拟，确定了该矿山采场内风流流动规律；研究表明，采场风流没有完全穿过作业工作面，有毒有害气体在采场后方形成积聚，对采场深处烟尘排出过程作用较小，造成新鲜风风流的浪费，使采场工作面附近和采场后方CO浓度相差很大，采场排烟时间过长，，通风效率低。 ③根据采场内风流流场分布，确定了该矿山采场通风优化方式；提出了具体的矿井通风技术；即在进风巷道和回风巷道靠近采场后方分别再设置一个进风口和回风出口，关闭超前巷道进风入口，形成两条进、回风口的采场通风系统，并在爆破后加强采场通风；优化后通过数值模拟得到采场任何位置的浓度场和速度场；对矿山采场通风优化的模拟结果表明，当进风口风速分别为1.5m/s时，采场工作面和采场后方CO下降明显，浓度相差不大，所用时间也大大减小。 本文研究成果对类似矿井制定矿井通风措施有参考指导意义；由于不同非煤地下矿山通风系统的复杂性，有关非煤矿山采场通风优化和炮烟扩散问题的研究将更具有深度性以及多样性，还需要进一步深入研究和解决这些问题。
【关键词】：地下矿山 通风优化 有毒有害气体 数值模拟
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD724
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外采场有毒有害气体扩散研究现状9-11
• 1.2.1 国外现状9-10
• 1.2.2 国内现状10-11
• 1.3 研究内容11-12
• 1.4 技术路线12-13
• 2 采场多组分运输风流流动数学模型研究13-24
• 2.1 流体与流动的基本特性13-15
• 2.1.1 理想流体与粘性流体13
• 2.1.2 流体热传导及扩散13-14
• 2.1.3 可压流体与不可压流体14
• 2.1.4 定常与非定常流动14-15
• 2.1.5 层流流动与湍流流动15
• 2.2 采场多组分运输数学模型研究15-17
• 2.2.1 质量守恒方程15-16
• 2.2.2 动量守恒方程16
• 2.2.3 动量守恒方程16-17
• 2.2.4 组分质量守恒方程17
• 2.3 湍流流动封闭方程研究17-23
• 2.3.1 直接数值模拟20
• 2.3.2 大涡模拟20
• 2.3.3 雷诺平均数值模拟20-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 矿山工程开采系统分析24-29
• 3.1 矿山地质24-25
• 3.2 水文地质特征25-26
• 3.3 矿井开拓方法和开采方法26-27
• 3.4 矿山通风系统27-28
• 3.5 工作面需风量28
• 3.6 本章小结28-29
• 4 采场通风系统现状及 CO 分布规律数值模拟研究29-50
• 4.1 计算流体力学（CFD）简介29-30
• 4.2 FLUENT 软件简介30-34
• 4.2.1 FLUENT 前置处理器30-31
• 4.2.2 FLUENT 求解器31-32
• 4.2.3 FLUENT 后置处理器32
• 4.2.4 FLUENT 解决问题步骤32-34
• 4.3 建立模型与划分网格34-36
• 4.4 数值模拟初始参数及边界条件的设定36-42
• 4.4.1 初始有毒有害气体浓度设定36-38
• 4.4.2 FLUENT 软件参数设置38-42
• 4.5 数值模拟结果分析42-48
• 4.5.1 残差走势图42-43
• 4.5.2 速度场分析43-46
• 4.5.3 浓度场分析46-48
• 4.6 本章小结48-50
• 5 采场通风优化数值模拟50-57
• 5.1 建立模型与划分网格50
• 5.2 数值模拟初始参数及边界条件的设定50-51
• 5.3 数值模拟结果分析51-56
• 5.3.1 残差走势图51
• 5.3.2 速度场分析51-53
• 5.3.3 浓度场分析53-56
• 5.4 采场通风方案的优化及建议56
• 5.5 本章小结56-57
• 6 结论及展望57-59
• 6.1 结论57
• 6.2 展望57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 附录63
• A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：373166