【摘要】：隨著礦山開(kāi)采時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)和資源不斷地枯竭,許多礦山要進(jìn)行深部開(kāi)采。丌采深度越大,井下通風(fēng)環(huán)境(如溫度,濕度等)越惡劣,各種工作面爆破產(chǎn)生的有毒有害氣體也越來(lái)越難以及時(shí)排除。礦用硝銨炸藥產(chǎn)生的有毒氣體為CO和NOX, CO對(duì)人體有巨大的傷害,嚴(yán)重時(shí)可使人窒息死亡。如果炮煙不能及時(shí)排除造成炮煙中毒事故,會(huì)導(dǎo)致作業(yè)人員傷亡,最終給企業(yè)和國(guó)家?guī)?lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。 本論文在CFD理論的支持下,以大姚某礦山為研究對(duì)象,用GAMBIT軟件建立了12種巷道模型,模擬了5大類(lèi)不同的工況,研究炮煙擴(kuò)散的整體規(guī)律,并且詳細(xì)闡述了CFD數(shù)值模擬過(guò)程及爆破炮煙生成的有害氣體性質(zhì)和危害。本文在實(shí)際巷道模型的基礎(chǔ)上,計(jì)算了CO擴(kuò)散系數(shù)并考慮了NOx的含量,采用市場(chǎng)主流的CFD軟件FLUENT對(duì)巷道爆破后炮煙擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬與分析。 本論文在對(duì)巷道炮煙擴(kuò)散規(guī)律利用FLUENT模擬之前,研究確定了影響炮煙擴(kuò)散的三個(gè)重要因素,分別包括風(fēng)筒直徑、風(fēng)量大小以及風(fēng)筒口距離工作面的距離。根據(jù)實(shí)際情況,其具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論包括：受限空間內(nèi)氫氣擴(kuò)散模擬、巷道內(nèi)炮煙湍流流動(dòng)數(shù)值模擬、壓入式附壁射流流場(chǎng)數(shù)值模擬、炮煙濃度區(qū)域運(yùn)移規(guī)律、局扇和風(fēng)筒直徑對(duì)巷道通風(fēng)的影響、合理的壓入式通風(fēng)風(fēng)量以及通風(fēng)時(shí)間與巷道進(jìn)尺之間的線(xiàn)性關(guān)系。研究結(jié)果表明：炮煙濃度帶的移動(dòng)符合一定的規(guī)律,由掘進(jìn)工作面向巷道口處移動(dòng)；當(dāng)巷道進(jìn)尺為20m時(shí),應(yīng)該及時(shí)安裝局部通風(fēng)機(jī)；風(fēng)筒的直徑和風(fēng)筒口距離工作面的距離對(duì)炮煙排除過(guò)程有一定的影響；壓入式通風(fēng)時(shí),合理的通風(fēng)風(fēng)量小于按最小排塵風(fēng)速公式的計(jì)算值和礦山實(shí)際通風(fēng)風(fēng)量；用EXCEL線(xiàn)性擬合出通風(fēng)時(shí)間與巷道進(jìn)尺之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；根據(jù)某礦山井下的KJ90NB監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證氣體濃度變化一般性規(guī)律；為了防止數(shù)據(jù)失真,建議增加CO傳感器的數(shù)量和改變其安裝位置；最后,通過(guò)數(shù)值模擬為礦山選取最佳通風(fēng)方案以及提出相關(guān)建議。 本文研究?jī)?nèi)容對(duì)礦山的實(shí)際開(kāi)采和掘進(jìn)工作具有一定的指導(dǎo)意義,并且對(duì)制定通風(fēng)措施有很大的參考作用。隨著CFD模擬技術(shù)的快速發(fā)展和井下“六大系統(tǒng)”的建設(shè)力度不斷提高,將來(lái)有關(guān)炮煙擴(kuò)散問(wèn)題的研究將具有更大的嚴(yán)謹(jǐn)性、深度性以及多樣性。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TD721

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 桑博;長(zhǎng)輸天然氣管道泄漏擴(kuò)散的數(shù)值模擬[D];北京交通大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：2546218