当前位置:主页 > 科技论文 > 矿业工程论文 >

薄煤层掘进工作面气幕控尘技术研究

发布时间:2018-05-14 05:38

  本文选题:薄煤层 + 掘进工作面 ; 参考:《中国矿业大学》2017年硕士论文


【摘要】:薄煤层掘进工作面作业空间狭小和施工进度快的特点,加重了粉尘聚集和粉尘浓度超限。本文以-290m掘进工作面工况条件为基础,研究了气幕控尘技术改善巷道粉尘浓度超标问题。通过理论分析,得出粉尘向巷道后方运移的主要动力是风流的运动。掘进工作面风流包括射流区、顺流区、涡流区、逆转区,最有利的通风方式为“U”形附壁层流。利用Fluent建立气-固两相流模型,得出供风量增大到250m~3/min时,风流射流区长度和风筒出风口距迎头面的长度相近,粉尘分布区域减小。当Lf=6m时,司机位置处所受扰动风速减小,回风流携带粉尘对其影响较小。同时,截割头扰动风速的增大,也会加大粉尘向掘进机方向运移的距离,增大掘进机扒装煤岩作业的逸尘扩散范围。掘进机产尘量的增大,直接引起巷道平均粉尘浓度增大。且截割头产尘量J超过120mg/s时,掘进机司机位置和后端行人作业区的呼吸性粉尘的浓度均严重超出国家规定安全作业环境值。气幕开启后形成冲击射流,包含自由射流区、射流冲击区和附壁射流区,分析气幕出风口宽度与气幕卷吸风量的变化关系,可通过选择较小出风口宽度,提高煤层掘进工作面气幕出风口风速来实现气幕卷吸风量的要求。当出口风速Vq=7.0m/s时,掘进机司机位置处粉尘浓度较低。后端行人作业区X1整体大于后端行人作业区X2的粉尘浓度,表明粉尘高浓度区域被控制在回风侧巷帮附近,气幕控制效率最高。单独增大回风侧导流气幕风机的长度会降低掘进机司机位置和后端行人作业区的粉尘浓度。当回风侧导流气幕风机长度LFz2=3m时,掘进面气幕控制效果明显。对比气幕开启前后,掘进机司机位置处粉尘浓度下降76.92%,降为3.597mg/m~3,达到国家规定的安全作业限值。以矿井湿式除尘实验平台为基础进行试验研究得出:气幕出风口宽度、风速及倾角分别为0.02m、7m/s、10°时,气幕控尘效率最高达到82.3%,与理论分析和数值模拟结果相吻合。
[Abstract]:The characteristics of narrow working space and fast construction progress in thin coal seam driving face aggravate dust accumulation and dust concentration exceeding limit. Based on the working conditions of -290m tunneling face, this paper studies the improvement of dust concentration in roadway by air curtain control technology. Through theoretical analysis, it is concluded that the main driving force of dust moving to the rear of roadway is the movement of wind and flow. The wind flow in tunneling face includes jet zone, downstream area, eddy current area and reverse zone. The most favorable ventilation mode is "U" type wall attached laminar flow. The gas-solid two-phase flow model is established by using Fluent. When the air supply volume increases to 250m~3/min, the length of the air-flow jet zone and the length of the tuyere outlet from the head to the head are similar, and the dust distribution region decreases. When Lf=6m, the disturbance wind speed at the driver's position decreases, and the dust carried by the return air flow has little effect on it. At the same time, the increase of cutting head disturbance wind speed will also increase the distance of dust moving to the roadheader, and increase the dust diffusion range of roadheader bagging coal and rock operation. The increase of dust production of roadheader directly results in the increase of average dust concentration in roadway. When the dust yield of cutting head exceeds 120mg/s, the concentration of respiratory dust in the roadheader driver's position and in the rear pedestrian operation area is seriously higher than the value of safe working environment stipulated by the state. An impinging jet is formed after the opening of the air curtain, including the free jet zone, the jet impingement zone and the wall attached jet zone. The relationship between the air curtain outlet width and the air volume of the air curtain entrainment can be analyzed by selecting the smaller air outlet width. To improve the wind speed of air curtain outlet in coal seam driving face to meet the demand of air curtain entrainment. When the outlet wind speed is Vq=7.0m/s, the dust concentration at the driver's position of the roadheader is lower. The dust concentration of the back-end pedestrian area X1 is larger than that of the back-end pedestrian area X2, which indicates that the dust concentration area is controlled near the backwind side lane, and the air curtain control efficiency is the highest. Increasing the length of the air curtain on the backwind side alone will reduce the dust concentration in the roadheader driver's position and the back-end pedestrian operation area. When the length of air curtain is LFz2=3m, the control effect of air curtain is obvious. Compared with before and after the opening of the air curtain, the dust concentration at the driver's position of the roadheader dropped 76.92% to 3.597mg / mm3, which reached the limit of safety operation stipulated by the state. Based on the experimental platform of wet dust removal in coal mine, it is concluded that when the width of air curtain outlet, wind speed and inclination angle are 0.02 m / s / s 10 掳respectively, the maximum dust control efficiency of air curtain reaches 82.3%, which is consistent with the theoretical analysis and numerical simulation results.
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD714.4

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 谢克昌;;“乌金”产业 绿色转型[J];中国煤炭工业;2016年02期

2 韩建国;;能源结构调整“软着陆”的路径探析——发展煤炭清洁利用、破解能源困局、践行能源革命[J];管理世界;2016年02期

3 邹才能;赵群;张国生;熊波;;能源革命:从化石能源到新能源[J];天然气工业;2016年01期

4 张云起;冯漪;;供给侧经济改革中化解产能过剩的路径分析[J];商业文化;2016年01期

5 王伟黎;;矿用湿式除尘器喷雾结构分析及优化研究[J];煤矿机械;2015年12期

6 马尚权;吴姗姗;;中美煤矿尘肺病控制现状对比[J];华北科技学院学报;2015年05期

7 覃道雄;;新常态下深化国有煤炭企业改革的思考[J];中国煤炭工业;2015年09期

8 尚积军;司卫彬;曹黎铭;曹凯;;综掘工作面泡沫抑尘技术实践[J];煤矿开采;2015年04期

9 李顺峰;;基于附壁风筒联合湿式除尘器的综掘工作面粉尘控制技术[J];煤矿安全;2015年06期

10 郑磊;王伟黎;;矿用湿式过滤除尘器不同阻力情况下性能实验研究[J];煤矿机械;2015年04期

相关会议论文 前1条

1 刘荣华;王海桥;刘河清;施式亮;;综采工作面空气幕隔尘理论研究[A];全国暖通空调制冷2002年学术年会论文集[C];2002年

相关博士学位论文 前5条

1 邢万里;2030年我国新能源发展优先序列研究[D];中国地质大学(北京);2015年

2 张海龙;中国新能源发展研究[D];吉林大学;2014年

3 李艳强;综掘工作面分风降尘理论及应用研究[D];中国矿业大学(北京);2013年

4 刘荣华;综采工作面隔尘理论及应用研究[D];中南大学;2010年

5 王海宁;矿用空气幕理论及其应用研究[D];中南大学;2005年

相关硕士学位论文 前6条

1 王帅;薄煤层综采工作面气幕隔尘技术研究[D];中国矿业大学;2015年

2 刘伟;综掘工作面高效除尘技术及工艺研究与实践[D];山东科技大学;2010年

3 李刚;高效水雾降尘技术的实验研究及工程应用[D];湖南科技大学;2009年

4 吴百剑;综采工作面粉尘分布规律研究[D];煤炭科学研究总院;2008年

5 陈卓楷;超声雾化水雾的除尘机理和在实验中的应用研究[D];广东工业大学;2007年

6 余国华;矿山安全生产监管对策研究[D];浙江大学;2006年



本文编号:1886615

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/1886615.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a76f3***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com