【摘要】：為了解決巖巷綜掘工作面粉塵質(zhì)量濃度超標(biāo)的問(wèn)題,對(duì)比分析已制定的通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置方案,以薛村礦南翼皮帶運(yùn)輸巷為背景,依據(jù)氣固兩相流理論,運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)的離散相模型(DPM)對(duì)巖巷綜掘工作面通風(fēng)除塵系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬,并與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本一致.研究表明:粉塵顆粒自塵源產(chǎn)生后,縱向隨風(fēng)流方向運(yùn)動(dòng),橫向隨機(jī)擴(kuò)散;掘進(jìn)巷道內(nèi)粉塵質(zhì)量濃度沿程先急劇上升至最大值,后逐步緩慢降低;通風(fēng)除塵系統(tǒng)布置方案中,降塵效果按優(yōu)劣排序?yàn)槎咄瑫r(shí)安裝、安裝附壁風(fēng)筒、安裝除塵器、壓入式通風(fēng).根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),以壓入式通風(fēng)條件為基準(zhǔn),安裝附壁風(fēng)筒、安裝除塵器及二者同時(shí)安裝條件下平均除塵率分別為49.4%、67.1%及86.2%.
【圖文】：

行模擬．首先通過(guò)計(jì)算連續(xù)相獲得風(fēng)流流場(chǎng)的速度、湍流動(dòng)能等基本信息，再在拉格朗日坐標(biāo)下采用隨機(jī)軌道模型對(duì)單個(gè)粉塵顆粒進(jìn)行軌道積分，得到單個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡．通過(guò)大批量地跟蹤粉塵顆粒軌道就可以統(tǒng)計(jì)出粉塵質(zhì)量濃度分布情況，最終求解出巖巷綜掘工作面通風(fēng)除塵系統(tǒng)的除塵效果［7－15］．3數(shù)值模擬結(jié)果及分析3.1風(fēng)流流動(dòng)規(guī)律及分析為了研究巖巷綜掘工作面在壓入式通風(fēng)條件下，以及安裝附壁風(fēng)筒、抽風(fēng)除塵系統(tǒng)后風(fēng)流流動(dòng)情況的變化，針對(duì)不同現(xiàn)場(chǎng)條件，通過(guò)查看矢量圖，得出掘進(jìn)工作面風(fēng)流速度矢量v分布如圖2所示．圖中4種狀態(tài)依次分別為壓入式通風(fēng)、安裝附壁風(fēng)筒、安裝除塵器以及二者同時(shí)安裝情況下掘進(jìn)工作面風(fēng)流速度矢量分布．從圖2可以看出:1)壓入式通風(fēng)條件下，風(fēng)流自巷道右?guī)惋L(fēng)筒出風(fēng)口高速噴射而出，，在前方迎頭的阻礙下轉(zhuǎn)向巷道左幫，并以較大的速度向巷道后方區(qū)域擴(kuò)散，風(fēng)流主要集中在左側(cè)人行道區(qū)域，風(fēng)流速度場(chǎng)分布極為不均．2)加入附壁風(fēng)筒后，其前端的錐形出風(fēng)口流出的少量風(fēng)流，與壓入式風(fēng)筒前端射流作用相似，能在迎頭附近區(qū)域形成逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的渦流;附壁風(fēng)筒狹縫流出的大量風(fēng)流在巷道斷面的影響下，在掘進(jìn)機(jī)司機(jī)前方區(qū)域內(nèi)形成一道逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的風(fēng)墻，風(fēng)流速度場(chǎng)分布比較均勻．3)安裝除塵器后，系統(tǒng)前端3個(gè)吸風(fēng)口在除塵器負(fù)壓的作用下，將迎頭附近高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)流匯集，并通過(guò)除塵器排出，在除塵器后方形成二次高速射流，巷道內(nèi)風(fēng)流速度場(chǎng)分布較為紊亂．4)同時(shí)安裝附壁風(fēng)筒及除塵器，巷道內(nèi)風(fēng)流流場(chǎng)兼有二者獨(dú)立作用時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)，掘進(jìn)機(jī)司機(jī)前方區(qū)域流場(chǎng)分布比較均勻，后方區(qū)域由于除塵器出風(fēng)口的二次高速射流作用，流場(chǎng)分布較為紊亂．!"#!"#$%&!$#’()*+!%#%&,-+.!&#%&/01!2’()*

塵顆粒在巷道左幫夾角處大量聚集，軌跡線路比較單一; 安裝附壁風(fēng)筒條件下，粉塵顆粒最大限度地均勻分布在司機(jī)前方區(qū)域內(nèi)，軌跡路線較為分散; 安裝除塵器條件下，粉塵顆粒在吸風(fēng)口位置處大量匯聚，司機(jī)后方區(qū)域粉塵顆粒較少; 二者同時(shí)安裝時(shí)，司機(jī)前方區(qū)域粉塵顆粒分布比較均勻，且司機(jī)后方顆粒極少．3) 壓入式通風(fēng)、安裝附壁風(fēng)筒、安裝除塵器及二者同時(shí)安裝條件下，塵源處產(chǎn)生的 250 個(gè)粉塵顆粒中，被捕捉數(shù)目分別為 176、238、202、250 個(gè)，其對(duì)應(yīng)的最長(zhǎng)停留時(shí)間分別為179、44、161、27 s．較少，粉塵質(zhì)量濃度較低; 安裝除塵器后，司機(jī)前方區(qū)域含塵氣流在吸風(fēng)口前匯聚，并經(jīng)除塵器凈化后排至巷道后方，其降塵效果取決于吸風(fēng)口的吸風(fēng)覆蓋范圍．3) 司機(jī)位置處( 距迎頭約為 8 m)及其后方區(qū)域粉塵質(zhì)量濃度值的大小，是判斷降塵效果優(yōu)劣的重要指標(biāo)，由圖 4 可知，距迎頭 8 m外巷道區(qū)域內(nèi)，各條件下粉塵質(zhì)量濃度值分別保持在 400、100、300、20 mg/m3以內(nèi)，可見同時(shí)安裝附壁風(fēng)筒及除塵風(fēng)機(jī)時(shí)降塵效果最好．!$#’()*+!’!()*+,-#

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2578449