隨著煤礦巷道斷面的擴大和超長距離快速掘進工藝的實施,綜掘工作面產(chǎn)塵量急劇增加,由于其獨頭長距離通風的特點,導致大量粉塵在迎頭面聚集并擴散至整個巷道,惡劣的工況環(huán)境加大了對井下作業(yè)人員安全和健康的危害。因此,研究綜掘工作面高效防塵應(yīng)用技術(shù)具有重要意義。本文應(yīng)用流場理論分析方法,借助Fluent軟件對建新礦4210綜掘工作面單一壓入式通風時風流場和粉塵場分布規(guī)律進行了模擬分析,得出掘進機司機位置處會形成低風速渦流區(qū)而導致粉塵積聚以及回流區(qū)和射流區(qū)風流場與粉塵濃度沿程分布情況;通過模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)比對,驗證了模擬方法的可行性。其次,應(yīng)用上述方法對玉華礦2410綜掘工作面采用的抽、壓組合式除塵通風方式進行了數(shù)值模擬,并結(jié)合實測數(shù)據(jù)計算,得出該除塵方式的效率與合理工藝參數(shù)范圍;參照上述分析結(jié)果對建新煤礦4210綜掘工作面擬采用抽、壓組合式除塵通風方式進行了設(shè)計及模擬分析,得出其除塵效率;通過研究該除塵通風方式下粉塵粒徑分布規(guī)律,得出距迎頭面50m后,對人體造成較大危害的小顆粒粉塵(粒徑小于40μm)所占比例達60%以上,有必要對其進一步治理的結(jié)論。最后,針對建新礦4210巷道中剩余的小顆粒粉塵和二運轉(zhuǎn)載點處揚塵的問題,提出在巷道距迎頭面40m位置處(警戒線處)設(shè)置濕式全斷面捕塵簾降塵系統(tǒng)進行捕塵的方案。文中根據(jù)系統(tǒng)功能需求進行了硬件和軟件設(shè)計以及實驗平臺搭建,功能測試結(jié)果能達到預(yù)期效果。研究結(jié)論深化了對綜掘工作面風流場、粉塵運移和濃度沿程分布規(guī)律的認識,綜合運用抽、壓組合式除塵通風、綜掘機內(nèi)外噴霧和濕式全斷面捕塵簾降塵系統(tǒng)等多級防塵手段,能顯著提高4210綜掘工作面除降塵效果,為井下作業(yè)人員的安全和身心健康提供了保障。
【學位單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TD714.4
【部分圖文】：

3 綜掘工作面粉塵運移的數(shù)值模擬 綜掘工作面粉塵運移的數(shù)值模求解流程擬仿真大多是基于Fluent軟件實現(xiàn)的，F(xiàn)l熱傳導反應(yīng)等物理現(xiàn)象的能力。數(shù)值模擬法將其離散到各網(wǎng)格節(jié)點建立離散方程組計算方法主要有有限元法（FEM）、有限線法等離散化方法，應(yīng)用以上方法能夠?qū)�，并通過初始給定的一組猜測值開始迭代層次的迭代計算，直至得出收斂解為止[3斂速度。遵循如下步驟：

3 綜掘工作面粉塵運移的數(shù)值模擬（5）風筒壓入式出風筒視為直徑為 1m 的圓柱體，建新煤礦 4210 綜掘工作面風筒的軸板 2.9m，風筒懸掛在巷道右上角；玉華煤礦 4210 綜掘工作面風筒的軸線距離m，風筒懸掛在巷道左上角。（6）礦用濕式除塵風機礦用濕式除塵風機結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，將整體看作直徑為 0.8m 風筒，風筒吸風口距離為 4m，風筒懸掛在掘進機正上方，建新煤礦 4210 工作面和玉華煤礦 24風筒的軸線距離底板分別為 2.5m 和 1.9m。

西安科技大學碩士學位論文18圖 3.3 綜掘工作面網(wǎng)格劃分示意圖3.3.3 模型參數(shù)及邊界條件的確定求解器類型按時間上為穩(wěn)態(tài)和計算時速度為絕對速度進行設(shè)定，并設(shè)置操作壓力以及 Y 方向的重力加速度。本文貼附射流通風為湍流，采用 Realizable k-ε模型。模擬采用風速入口，壓風筒總風量 527.59m3/min，風筒直徑為 1 m，換算成風速為 11.2m/s，而現(xiàn)場巷道出口的風速或壓強是不穩(wěn)定的，在流場出口處采用 Outflow（出流）條件時迭代過程容易收斂。由公式（3.2）計算雷諾數(shù)為 787255，公式（3.3）計算湍流強度為 2.93%。其余的參數(shù)按表 3.1 設(shè)置。水利直徑計算公式：SAdH4 (3.1)式中： — 水利直徑

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本文編號：2822192