长距离巷道掘进通风排尘数值模拟及优化研究
发布时间：2021-08-07 22:53
爆破粉尘的危害一直是地下矿井开采过程中所要面对的一大问题。爆破粉尘成分复杂,含多种有毒有害物质,其危害程度远大于一般作业场所的粉尘,特别是在长距离掘进巷道中的爆破粉尘。长距离巷道掘进为单一巷道独头掘进,风流的输送过程往往会有大量的漏风和风流动能损失,导致掘进端面新鲜风流不足,同时掘进端面的风流场结构较复杂,不合理的通风布置使得风流的有效利用率降低。因此,进行长距离巷道掘进面的风流场分析以及通风布置优化,对于保障矿山通风安全具有重要意义。本文结合某铜矿的长距离掘进巷道实际的爆破和通风排尘情况,依托CFD相关理论,运用Fluent软件对巷道粉尘的运移情况进行瞬态模拟及分析,直观的展现粉尘在巷道内的运移规律。通过改变风筒在巷道的悬挂位置、风筒口至掘进端面的距离、风筒口尺寸以及采用脉动通风,比较不同工况的通风排尘效果以及定量分析巷道粉尘滞留情况,得出巷道的最优通风布置参数,最终确定巷道的最优通风布置方案。研究得出以下结论:独头巷道射流为受限空间贴附射流,流场分为贴附射流区、冲击射流区和回流区。巷道通风情况下,巷道的粉尘排出时间大大缩减,但是风流对粉尘的扰动作用不利于粉尘的自身沉降作用。风筒悬挂...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
巷道沿程不同截面的速度变化图
第二章掘进巷道风速及粉尘测试分析16图2.4表示巷道沿程不同截面的速度变化图。从图中可以得知，在掘进巷道实际的通风情况下，在距离掘进端面5m的范围内存在一个漩涡区，使得距离掘进端面2m处的风速较小；并且在风筒位置也存在一个漩涡区；距离掘进端面15m开始，风流受到的扰乱逐渐降低，并在距离掘进端面35m开始巷道风流逐渐变得稳定均匀。图2.5巷道沿程粉尘浓度变化图图2.5表示巷道沿程粉尘浓度变化图。从图中可以得知，巷道内的全尘粉尘浓度大于规范标准；风筒前方受高速回流的作用，在掘进端面附近存在着一个低粉尘浓度区，使得部分区域的粉尘被快速带离掘进面；从掘进面带离的粉尘在风筒口附近逐渐积聚，粉尘浓度快速上升；在风筒后方巷道风速逐渐变得均匀，粉尘在截面上重新均匀分布，故测点上的沿程粉尘浓度较为平缓。2.5掘进面防尘措施矿井防尘工作一般包括以下几个方面：将粉尘控制在尘源，防止粉尘进入空气；将弥漫在空气的粉尘捕集下来；将不可捕集的粉尘排出至地表。因此，掘进面综合防尘措施一般包括以下措施，即减尘、阻尘、捕尘、降尘和通风排尘[49]。1、减尘减尘，即通过采取某些防尘措施来减小作业工序的产尘量，如通过湿法作业、封闭尘源、负压作业等措施，来减少切割、装矿、运输等工序中的粉尘扬起，从而达到减尘的目的。减尘措施所需的工序复杂，会影响掘进作业的进度。2、阻尘阻尘，即采取一些辅助性措施减少粉尘与人体的接触。如使用各种劳动防护用具（防
理论分析、实验测量与CFD之间的关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属矿山掘进巷道新型通风除尘系统研究与应用[J]. 李刚,王运敏,金龙哲. 中国安全生产科学技术. 2019(08)
[2]综掘工作面压入式通风粉尘分布规律实验[J]. 张俊泽. 矿业工程研究. 2019(02)
[3]脉冲风机技术在高大空间防排烟系统中的应用[J]. 张蕾,王勤虎,冯满,王岭,冯松,朱季. 安装. 2019(05)
[4]《工业通风与防尘》课程教学改革实施效果的探讨[J]. 刘雪莉,英培馨,李月芳. 科技视界. 2019(14)
[5]风筒出口至迎头距离对流场分布的影响[J]. 王春霞,赵忠义. 工业安全与环保. 2019(05)
[6]综掘工作面长压短抽通风系统风筒合理位置研究[J]. 王文才,李晓芳,安宁. 煤炭技术. 2019(04)
[7]海洋油气平台甲烷气体扩散模拟及监测效果分析[J]. 赵刚,郑立新,从军,孟宪龙. 化工设计通讯. 2019(01)
[8]综掘工作面通风除尘效果的数值模拟研究[J]. 马胜利,张恒,晋继伟,张凯铭. 煤炭技术. 2018(10)
[9]一种矿用泡沫除尘装置的研究[J]. 金雪琪,陈明健. 装备制造技术. 2018(08)
[10]基于改变风筒出风口参数的综掘工作面风流场优化研究[J]. 龚晓燕,秦少妮,张永强,莫金明,张欣怡,夏治新,薛河. 煤矿安全. 2017(12)
博士论文
[1]长大隧道与复杂地下工程施工通风特性及关键技术研究[D]. 曹正卯.西南交通大学 2016
硕士论文
[1]不同室内环境因素对可吸入颗粒物运动特性影响的研究[D]. 杜魏媛.浙江工业大学 2019
[2]薄煤层掘进工作面气幕控尘技术研究[D]. 刘德爽.中国矿业大学 2017
[3]立式太阳能热气流发电系统空气涡轮机叶片的设计及其气动性能研究[D]. 高彬.青岛科技大学 2017
[4]空调喷水室过滤细颗粒物的数值模拟与实验研究[D]. 姚广民.华北电力大学 2016
[5]长距离掘巷前压后抽混合式通风数值模拟研究[D]. 金波.江西理工大学 2015
[6]高壁温铁路隧道独头射流通风及喷雾降温数值计算研究[D]. 何青青.西南交通大学 2012
[7]木瓜界选煤厂袋式除尘系统技术参数的优化选择[D]. 关键.辽宁工程技术大学 2011
[8]煤层干式打钻孔口除尘装置研究与设计[D]. 吴代安.安徽理工大学 2010
[9]AlFeVSi耐热铝合金喷射沉积工艺分析与研究[D]. 詹孝军.中南大学 2005
本文编号：3328693
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
巷道沿程不同截面的速度变化图
第二章掘进巷道风速及粉尘测试分析16图2.4表示巷道沿程不同截面的速度变化图。从图中可以得知，在掘进巷道实际的通风情况下，在距离掘进端面5m的范围内存在一个漩涡区，使得距离掘进端面2m处的风速较小；并且在风筒位置也存在一个漩涡区；距离掘进端面15m开始，风流受到的扰乱逐渐降低，并在距离掘进端面35m开始巷道风流逐渐变得稳定均匀。图2.5巷道沿程粉尘浓度变化图图2.5表示巷道沿程粉尘浓度变化图。从图中可以得知，巷道内的全尘粉尘浓度大于规范标准；风筒前方受高速回流的作用，在掘进端面附近存在着一个低粉尘浓度区，使得部分区域的粉尘被快速带离掘进面；从掘进面带离的粉尘在风筒口附近逐渐积聚，粉尘浓度快速上升；在风筒后方巷道风速逐渐变得均匀，粉尘在截面上重新均匀分布，故测点上的沿程粉尘浓度较为平缓。2.5掘进面防尘措施矿井防尘工作一般包括以下几个方面：将粉尘控制在尘源，防止粉尘进入空气；将弥漫在空气的粉尘捕集下来；将不可捕集的粉尘排出至地表。因此，掘进面综合防尘措施一般包括以下措施，即减尘、阻尘、捕尘、降尘和通风排尘[49]。1、减尘减尘，即通过采取某些防尘措施来减小作业工序的产尘量，如通过湿法作业、封闭尘源、负压作业等措施，来减少切割、装矿、运输等工序中的粉尘扬起，从而达到减尘的目的。减尘措施所需的工序复杂，会影响掘进作业的进度。2、阻尘阻尘，即采取一些辅助性措施减少粉尘与人体的接触。如使用各种劳动防护用具（防
理论分析、实验测量与CFD之间的关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属矿山掘进巷道新型通风除尘系统研究与应用[J]. 李刚,王运敏,金龙哲. 中国安全生产科学技术. 2019(08)
[2]综掘工作面压入式通风粉尘分布规律实验[J]. 张俊泽. 矿业工程研究. 2019(02)
[3]脉冲风机技术在高大空间防排烟系统中的应用[J]. 张蕾,王勤虎,冯满,王岭,冯松,朱季. 安装. 2019(05)
[4]《工业通风与防尘》课程教学改革实施效果的探讨[J]. 刘雪莉,英培馨,李月芳. 科技视界. 2019(14)
[5]风筒出口至迎头距离对流场分布的影响[J]. 王春霞,赵忠义. 工业安全与环保. 2019(05)
[6]综掘工作面长压短抽通风系统风筒合理位置研究[J]. 王文才,李晓芳,安宁. 煤炭技术. 2019(04)
[7]海洋油气平台甲烷气体扩散模拟及监测效果分析[J]. 赵刚,郑立新,从军,孟宪龙. 化工设计通讯. 2019(01)
[8]综掘工作面通风除尘效果的数值模拟研究[J]. 马胜利,张恒,晋继伟,张凯铭. 煤炭技术. 2018(10)
[9]一种矿用泡沫除尘装置的研究[J]. 金雪琪,陈明健. 装备制造技术. 2018(08)
[10]基于改变风筒出风口参数的综掘工作面风流场优化研究[J]. 龚晓燕,秦少妮,张永强,莫金明,张欣怡,夏治新,薛河. 煤矿安全. 2017(12)
博士论文
[1]长大隧道与复杂地下工程施工通风特性及关键技术研究[D]. 曹正卯.西南交通大学 2016
硕士论文
[1]不同室内环境因素对可吸入颗粒物运动特性影响的研究[D]. 杜魏媛.浙江工业大学 2019
[2]薄煤层掘进工作面气幕控尘技术研究[D]. 刘德爽.中国矿业大学 2017
[3]立式太阳能热气流发电系统空气涡轮机叶片的设计及其气动性能研究[D]. 高彬.青岛科技大学 2017
[4]空调喷水室过滤细颗粒物的数值模拟与实验研究[D]. 姚广民.华北电力大学 2016
[5]长距离掘巷前压后抽混合式通风数值模拟研究[D]. 金波.江西理工大学 2015
[6]高壁温铁路隧道独头射流通风及喷雾降温数值计算研究[D]. 何青青.西南交通大学 2012
[7]木瓜界选煤厂袋式除尘系统技术参数的优化选择[D]. 关键.辽宁工程技术大学 2011
[8]煤层干式打钻孔口除尘装置研究与设计[D]. 吴代安.安徽理工大学 2010
[9]AlFeVSi耐热铝合金喷射沉积工艺分析与研究[D]. 詹孝军.中南大学 2005
本文编号：3328693
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