机掘工作面前抽后压混合式通风数值模拟与实验研究
发布时间：2024-12-27 00:45
近年来，职业病问题引起了社会广泛关注，其中尘肺病感染的问题尤为突出。尘肺病是长期大量吸入微细粉尘而引起的一种慢性职业病，是目前在煤矿里是危害最大的一种职业病。预防尘肺病的发生，最有效措施就是控制粉尘源，防止粉尘在作业区扩散，同时将粉尘排出作业区。随着煤矿机械化程度的提高，机掘工作面是煤矿井下粉尘污染最严重的区域之一，实践证明,混合式通风是改善机掘工作面作业环境,确保安全生产的一种最有效的通风方式。 本文运用流体力学、空气动力学、射流理论及矿井通风理论，采用数值模拟及实验室实验研究方法，从通风流场结构、粉尘运移规律及控尘效果等方面对机掘工作面前抽后压混合式通风方式进行了系统地研究： 1）利用圆形风筒射流理论和汇流理论，分析机掘工作面前抽后压混合式通风的吹、吸风流流场结构。 2）建立了机掘工作面前抽后压混合式通风物理模型，以控制粉尘扩散为目标，在模型中引入了扰动源来近似模拟掘进巷道迎头面粉尘的扩散规律。 3）利用流体力学软件Fluent对机掘工作面前抽后压混合式通风进行了多工况数值模拟，得出了混合式通风的合理通风参数，即压抽风筒风口的布置位置，吹、吸风量配比。同时通过改变掘进...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 机掘工作面通风方式介绍
1.2.1 压入式通风
1.2.2 抽出式通风
1.2.3 压、抽混合式通风
1.3 机掘工作面前抽后压混合式通风研究现状
1.4 本文研究内容及研究方法
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
第二章 机掘工作面掘进通风理论
2.1 圆形贴附射流理论
2.2 风口汇流吸气流动理论
2.3 压入式通风流场理论
2.3.1 流场特点
2.3.2 压入风量偏小
2.3.3 风口距离迎头偏远
2.4 抽出式通风风流流场理论
2.4.1 流场特点
2.4.2 抽出风量偏小
2.5 压、抽混合式通风流场理论
2.5.1 前压后抽混合式通风流场特点
2.5.2 前抽后压混合式通风流场特点
2.6 本章小结
第三章 机掘工作面前抽后压混合式通风数值模拟
3.1 物理模型的建立
3.1.1 机掘巷道模型
3.1.2 尘源扰动模型
3.2 湍流模型及其求解方法
3.2.1 网格的生成
3.2.2 控制方程
3.2.3 本课题选用的湍流模型
3.2.4 求解方法的选择
3.3 边界条件的确定
3.3.1 速度入口边界条件
3.3.2 出口边界条件
3.3.3 壁面边界条件
3.4 本章小结
第四章 数值模拟结果及分析
4.1 风口位置对通风控尘效果影响的分析
4.1.1 压风口位置的影响
4.1.2 吸风口位置的影响
4.2 吹、吸风量比对控尘效果影响的分析
4.2.1 压风量大于吸风量
4.2.2 抽风量大于压风量
4.3 巷道断面大小对通风参数的影响
4.3.1 巷道断面积为 10.5m2的通风效果模拟
4.3.2 巷道断面积为 13.5m2的通风效果模拟
4.4 合理通风参数的确定
4.5 本章小结
第五章 机掘工作面前抽后压混合式通风实验研究
5.1 相似理论基础
5.1.1 流动相似
5.1.2 相似理论
5.1.3 控制方程
5.1.4 模型律的选择
5.2 实验仪器及测试方法简介
5.2.1 实验仪器
5.2.2 测试方法
5.3 不同压风口位置通风效果演示
5.3.1 压风口合理位置
5.3.2 压风口距离迎头过近
5.3.3 压风口距离迎头过远
5.4 不同吸风口位置通风效果演示
5.4.1 吸风口合理位置
5.4.2 吸风口距离迎头过近
5.4.3 吸风口距离迎头过远
5.5 不同吹、吸风量比通风效果
5.5.1 压风量大于吸风量
5.5.2 吸风量大于压风量
5.6 不合理风量的混合式通风的流场分析
5.6.1 压风机送风量小于合理风量
5.6.2 压风机送风量大于合理风量
5.6.3 结果分析
5.7 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
附录：攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目
本文编号：4020879
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 机掘工作面通风方式介绍
1.2.1 压入式通风
1.2.2 抽出式通风
1.2.3 压、抽混合式通风
1.3 机掘工作面前抽后压混合式通风研究现状
1.4 本文研究内容及研究方法
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
第二章 机掘工作面掘进通风理论
2.1 圆形贴附射流理论
2.2 风口汇流吸气流动理论
2.3 压入式通风流场理论
2.3.1 流场特点
2.3.2 压入风量偏小
2.3.3 风口距离迎头偏远
2.4 抽出式通风风流流场理论
2.4.1 流场特点
2.4.2 抽出风量偏小
2.5 压、抽混合式通风流场理论
2.5.1 前压后抽混合式通风流场特点
2.5.2 前抽后压混合式通风流场特点
2.6 本章小结
第三章 机掘工作面前抽后压混合式通风数值模拟
3.1 物理模型的建立
3.1.1 机掘巷道模型
3.1.2 尘源扰动模型
3.2 湍流模型及其求解方法
3.2.1 网格的生成
3.2.2 控制方程
3.2.3 本课题选用的湍流模型
3.2.4 求解方法的选择
3.3 边界条件的确定
3.3.1 速度入口边界条件
3.3.2 出口边界条件
3.3.3 壁面边界条件
3.4 本章小结
第四章 数值模拟结果及分析
4.1 风口位置对通风控尘效果影响的分析
4.1.1 压风口位置的影响
4.1.2 吸风口位置的影响
4.2 吹、吸风量比对控尘效果影响的分析
4.2.1 压风量大于吸风量
4.2.2 抽风量大于压风量
4.3 巷道断面大小对通风参数的影响
4.3.1 巷道断面积为 10.5m2的通风效果模拟
4.3.2 巷道断面积为 13.5m2的通风效果模拟
4.4 合理通风参数的确定
4.5 本章小结
第五章 机掘工作面前抽后压混合式通风实验研究
5.1 相似理论基础
5.1.1 流动相似
5.1.2 相似理论
5.1.3 控制方程
5.1.4 模型律的选择
5.2 实验仪器及测试方法简介
5.2.1 实验仪器
5.2.2 测试方法
5.3 不同压风口位置通风效果演示
5.3.1 压风口合理位置
5.3.2 压风口距离迎头过近
5.3.3 压风口距离迎头过远
5.4 不同吸风口位置通风效果演示
5.4.1 吸风口合理位置
5.4.2 吸风口距离迎头过近
5.4.3 吸风口距离迎头过远
5.5 不同吹、吸风量比通风效果
5.5.1 压风量大于吸风量
5.5.2 吸风量大于压风量
5.6 不合理风量的混合式通风的流场分析
5.6.1 压风机送风量小于合理风量
5.6.2 压风机送风量大于合理风量
5.6.3 结果分析
5.7 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
附录：攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目
本文编号：4020879
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/4020879.html
