采掘工作面粉尘运动规律数值模拟及降尘措施研究

发布时间：2017-09-16 15:27

  本文关键词：采掘工作面粉尘运动规律数值模拟及降尘措施研究

  更多相关文章： 采掘工作面 粉尘 数值模拟 运动规律 降尘措施

【摘要】：采掘工作面是矿井生产中最重要的作业场所,其空气质量的好坏直接影响着井下作业人员的健康与安全,而研究工作面粉尘运动规律对采掘工作面粉尘控制方法的选择,保护作业人员的健康和安全具有重要意义。酒镜集团镜铁山矿桦树沟地下矿采用无底柱分段崩落采矿法,该采矿方法采用进路式回采,由于矿山生产过程中进路未采取局部通风方式,造成进路(即采掘工作面)的空气污染较严重。本文以桦树沟地下矿+2655m水平采掘工作面为研究对象,基于现场实测数据,借助于FLUENT软件进行数值仿真计算,得到结论如下:(1)进路中的粉尘浓度沿程先上升至最大值,后逐步缓慢下降,达到一定距离后趋于稳定。离凿岩工作面约35m以外范围,或爆破后离回采工作面约40m以外范围,粉尘浓度变化幅度小,较稳定。(2)进路采用局部通风方式降尘,对进路粉尘浓度的降低均有很好的效果。将这三种局部通风效果进行简要对比,得出混合式通风降尘效果最好,抽出式通风降尘效果较好,压入式通风次之。通过以上研究,在考虑经济性和矿山适用性的条件下,对镜铁山矿桦树沟地下矿山进路进行了压入式和抽出式局部通风降尘设计,两种方式均能有效降低进路的粉尘浓度。设计采用风筒直径为0.6m,能够满足通风降尘的基本要求,并且当风筒悬挂高度为2.2m时进路内通风降尘效果更佳。项目的实施不仅能保障进路作业人员的健康安全,而且也可为其它相似条件矿山的通风除尘提供了有价值的参考。
【关键词】：采掘工作面 粉尘 数值模拟 运动规律 降尘措施
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD714.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 选题背景及意义9
• 1.2 矿井巷道粉尘运动规律及综合防治综述9-12
• 1.2.1 粉尘运动规律研究现状9-10
• 1.2.2 粉尘运动数值模拟研究现状10-11
• 1.2.3 粉尘综合防治研究现状11-12
• 1.3 研究内容及研究方法12-14
• 1.3.1 研究内容12
• 1.3.2 研究方法12
• 1.3.3 技术路线12-14
• 2 采掘工作面粉尘浓度现场测试14-25
• 2.1 矿山基本情况介绍14-15
• 2.1.1 桦树沟矿区概况14
• 2.1.2 桦树沟矿区通风概况14-15
• 2.2 粉尘浓度现场测试及数据分析15-18
• 2.2.1 矿井尘源调查及产尘影响因素分析15-16
• 2.2.2 测试条件及测试仪器简介16-18
• 2.2.3 测试方法18
• 2.3 粉尘浓度与风速测试过程18-21
• 2.3.1 粉尘浓度测试18-20
• 2.3.2 风速现场测定20-21
• 2.4 粉尘现状分析及扩散规律21-23
• 2.4.1 掘进工作面粉尘分析21-22
• 2.4.2 回采工作面粉尘分析22-23
• 2.4.3 粉尘扩散过程及粉尘浓度分析23
• 2.5 本章小结23-25
• 3 采掘工作面通风数值模型建立25-35
• 3.1 计算流体动力学简介25
• 3.2 物理模型的建立25-29
• 3.2.1 模型参数选择26-27
• 3.2.2 通风流场模型27-29
• 3.3 网格划分29-30
• 3.4 数学模型的建立30-33
• 3.4.1 基本假设30-31
• 3.4.2 离散相模型31
• 3.4.3 湍流模型31-32
• 3.4.4 风流控制方程32-33
• 3.5 边界条件和尘源参数设定33
• 3.6 数值求解方法33-34
• 3.6.1 控制方程的离散方法33
• 3.6.2 基于有限体积法的离散格式33
• 3.6.3 数值计算方法33-34
• 3.7 本章小结34-35
• 4 采掘工作面粉尘运动规律数值模拟35-68
• 4.1 边界条件和尘源参数设置35-37
• 4.2 迭代计算37-38
• 4.3 不同粒径粉尘颗粒运动规律38-39
• 4.4 凿岩时不同方式下工作面粉尘运动规律39-53
• 4.4.1 未通风39-40
• 4.4.2 通风40-47
• 4.4.3 对比分析47-52
• 4.4.4 凿岩时工作面粉尘运动规律52-53
• 4.5 爆破后不同方式工作面粉尘运动规律53-66
• 4.5.1 未通风53-54
• 4.5.2 通风54-59
• 4.5.3 对比分析59-65
• 4.5.4 爆破后工作面粉尘运动规律65-66
• 4.6 粉尘运动规律模拟分析66
• 4.7 本章小结66-68
• 5 采掘工作面降尘措施68-78
• 5.1 压入式通风防尘设计68-73
• 5.1.1 降尘方案设计68-70
• 5.1.2 降尘设备布置70-72
• 5.1.3 通风前后降尘效果对比72-73
• 5.2 抽出式通风防尘设计73-76
• 5.2.1 降尘设备布置73-75
• 5.2.2 通风前后降尘效果对比75-76
• 5.3 其他降尘措施76
• 5.4 本章小结76-78
• 6 结论78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与研究项目83

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李建林;;防止采掘工作面漏风探析[J];山西煤炭;2013年01期

2 王思诚;;采掘工作面的辅助工种实行间接有限计件工资制好[J];煤炭经济研究;1985年06期

3 伍云，孙志刚;对采掘工作面进行安全评估的探讨[J];劳动保护科学技术;1995年06期

4 欧阳广斌;钱高峰;;煤矿采掘工作面综合除尘技术装备的应用研究[J];矿业安全与环保;2008年06期

5 葛志强;;采掘工作面冒顶事故的原因及预防措施[J];经营管理者;2011年13期

6 陶吉林;;谈露头区采掘工作面的防治水技术[J];黑龙江科技信息;2012年24期

7 刘贺;;关于煤矿采掘工作面爆破安全性技术探讨[J];科技风;2013年08期

8 赵清亚;蒋仲安;王佩;施蕾蕾;;采掘工作面除尘措施评价指标体系及应用研究[J];中国矿业;2013年10期

9 朱宗磊;;煤矿采掘工作面塌陷的发生因素分析与防范[J];内蒙古煤炭经济;2013年09期

10 姚志新;张小妍;李全民;;采掘工作面安全质量评估管理系统及应用[J];陕西煤炭技术;1992年03期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 刘富道;;综合机械化采掘工作面“综合控尘模式”研究与应用[A];第三届全国煤矿机械安全装备技术发展高层论坛暨新产品技术交流会论文集[C];2012年

2 王恒;;采掘工作面区域人-机闭锁保护系统研究[A];第四届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2009年

3 王雨寒;张茂民;;上下交错溜煤眼溜煤串联治理实践与认识[A];矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集（上册）[C];2009年

4 司春风;屈先朝;胡云强;;关于煤矿二氧化碳检测检查工作的探讨[A];2007年全国煤矿安全学术年会会议资料汇编[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 通讯员 宋仁涛　邓小凤 王洪涛;冀中股份迈向“无人开采”[N];河北日报;2010年

2 本报记者;严格落实采掘工作面探放水工作措施[N];中国安全生产报;2010年

3 赵科;矿井透水前的预兆[N];中华合作时报;2003年

4 本报记者 孙晋勇 通讯员 王家磊 魏忠富;让井下更舒适[N];中国煤炭报;2010年

5 记者 杜振杰 明创森;这简直是胡干！[N];中国煤炭报;2006年

6 张二久;环环紧扣 频频出招[N];中国煤炭报;2005年

7 本报记者;四种情况有一必须停产整顿[N];中国煤炭报;2000年

8 王文祥;避免矿难应加强地应力监测[N];中国矿业报;2005年

9 张登茂;技术攻关显威力[N];中国职工科技报;2009年

10 记者　王学仁;阜新矿业：“四盯住”提前堵事故[N];经济日报;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 胡文义;采掘工作面粉尘运动规律数值模拟及降尘措施研究[D];西南科技大学;2016年

2 张文胜;龙湖煤矿采掘工作面安全技术措施专家系统研究[D];辽宁工程技术大学;2006年

3 王猛;采掘工作面技术安全措施自动编制专家系统研究[D];辽宁工程技术大学;2004年

，

本文编号：863874