【摘要】：隨著開采深度的逐漸延伸導(dǎo)致礦井通風(fēng)難度的加大和不穩(wěn)定性問題日趨嚴(yán)重,軌道運(yùn)輸作為礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)仍居首位,運(yùn)輸設(shè)備在巷內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的活塞效應(yīng)使巷內(nèi)氣流不斷發(fā)生變化而呈現(xiàn)極強(qiáng)的瞬態(tài)性,其對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性存在一定影響。由于有效地預(yù)防和控制井下災(zāi)害離不開穩(wěn)定可靠的通風(fēng)系統(tǒng),如何保證井下作業(yè)環(huán)境安全健康是礦井通風(fēng)面臨的難題之一。因此深入了解運(yùn)輸設(shè)備在巷內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的活塞風(fēng)風(fēng)場(chǎng)和壓力場(chǎng),確定各影響因素的相關(guān)性及其對(duì)通風(fēng)阻力的變化,對(duì)保證通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性,降低巷道通風(fēng)阻力具有重要意義。論文首先根據(jù)礦井通風(fēng)理論、計(jì)算流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、能量守恒、活塞風(fēng)效應(yīng)等相關(guān)理論建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)物理模型,借鑒前人的研究結(jié)果,理論推導(dǎo)了礦車不同運(yùn)行狀態(tài)下巷內(nèi)活塞風(fēng)的計(jì)算式。利用FLUENT流體力學(xué)軟件模擬分析了活塞風(fēng)與各影響因素之間的關(guān)系,并采用SPSS軟件分析了各因素之間的相關(guān)性,確定了活塞風(fēng)影響因素的強(qiáng)弱排序。以某金屬礦山運(yùn)輸巷道為測(cè)定對(duì)象,研究了礦車不同運(yùn)行狀態(tài)和不同礦車長(zhǎng)度對(duì)巷道通風(fēng)阻力、風(fēng)阻的影響。主要結(jié)論如下:(1)理論分析可知,無論巷內(nèi)有無通風(fēng),運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生活塞效應(yīng)�；钊L(fēng)速大小與巷內(nèi)通風(fēng)風(fēng)速大小、礦車運(yùn)行速度、礦車不同運(yùn)行狀態(tài)、礦車長(zhǎng)度、阻塞比、巷道總長(zhǎng)度等因素有關(guān),活塞效應(yīng)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有一定的影響。(2)數(shù)值模擬可知,礦車順風(fēng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的活塞風(fēng)速與巷內(nèi)通風(fēng)風(fēng)速成一次反比關(guān)系,其通風(fēng)風(fēng)速越大,產(chǎn)生的活塞風(fēng)越小,活塞效應(yīng)越不明顯。礦車運(yùn)行產(chǎn)生的活塞風(fēng)速與阻塞比成二次正比關(guān)系,阻塞比越大,產(chǎn)生的巷內(nèi)活塞風(fēng)速越大,活塞效應(yīng)越強(qiáng)。礦車運(yùn)行產(chǎn)生的活塞風(fēng)速與礦車運(yùn)行速度成一次正比關(guān)系,礦車運(yùn)行速度越大,活塞效應(yīng)越明顯,產(chǎn)生的活塞風(fēng)速越大。(3)相關(guān)性分析可知,礦車運(yùn)行產(chǎn)生的活塞風(fēng)速與運(yùn)行速度呈正相關(guān)性,與巷內(nèi)通風(fēng)風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)性,與阻塞比呈正相關(guān)性。Pearson相關(guān)性系數(shù)為:運(yùn)行速度0.816,巷內(nèi)通風(fēng)風(fēng)速-0.667,阻塞比0.029。影響活塞風(fēng)強(qiáng)弱程度排序?yàn)?運(yùn)行速度巷內(nèi)通風(fēng)風(fēng)速阻塞比。(4)礦山實(shí)測(cè)表明,礦車不同運(yùn)行狀態(tài)對(duì)巷道造成阻力和總風(fēng)阻影響排序?yàn)?逆風(fēng)運(yùn)行靜止順風(fēng)運(yùn)行;礦車長(zhǎng)度越長(zhǎng),礦車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的通風(fēng)阻力和風(fēng)阻就越大,巷內(nèi)活塞效應(yīng)越明顯。論文研究成果可為礦山地下巷道如何有效控制巷道活塞效應(yīng)提供理論依據(jù),為降低設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生活塞風(fēng)速提供技術(shù)指導(dǎo),對(duì)保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD72
【圖文】：

第四章 巷道活塞風(fēng)影響因素模擬及相關(guān)性分析，以電機(jī)車牽引兩臺(tái)礦車為研究對(duì)象，其礦車型號(hào)為 KC2.5-6，總長(zhǎng)度約為 長(zhǎng)×寬×高為 3500mm×1250mm×1300mm，如圖 4.1 所示。測(cè)定時(shí)，采用熱球風(fēng)速儀進(jìn)行風(fēng)速測(cè)定。測(cè)定時(shí)礦車運(yùn)行速度為 2m/s，逆風(fēng)測(cè)量的準(zhǔn)確性以及保證測(cè)量人員的安全性，測(cè)定時(shí)，等礦車尾部通過測(cè)點(diǎn)位人員立即采用側(cè)身法進(jìn)行測(cè)定，并記錄測(cè)點(diǎn)風(fēng)速在礦車通過測(cè)點(diǎn)位置后隨運(yùn)化數(shù)據(jù)。巷內(nèi)測(cè)點(diǎn)布置如圖 4.2 所示，共布置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，相距 30m。

圖 4.1 KC2.5-6 礦車實(shí)物圖V礦V空氣100m測(cè)點(diǎn)1 測(cè)點(diǎn)230m20m圖 4.2 測(cè)點(diǎn)布置圖4.2.3 數(shù)據(jù)的處理及對(duì)比分析由于風(fēng)速瞬時(shí)性，所以測(cè)定采用連續(xù)測(cè)量讀數(shù)的方法反復(fù)讀數(shù) 3 次，數(shù)據(jù)測(cè)定完成后進(jìn)行整理，其采用側(cè)身法的所測(cè)得的風(fēng)速需轉(zhuǎn)化為實(shí)際風(fēng)速，轉(zhuǎn)換公式采用（4-1）

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本文編號(hào)：2742594