發(fā)布時(shí)間：2020-10-23 16:11

　　 綜采工作面粉塵運(yùn)動(dòng)是多塵源、多場(chǎng)、多因素相互作用的過(guò)程,現(xiàn)有理論對(duì)粉塵在氣-固-液耦合下運(yùn)移研究甚少;為更深入研究這方面理論并將理論動(dòng)態(tài)直觀的模擬展現(xiàn),本文以綜采工作面雙塵源(移架和割煤)在氣流場(chǎng)、粉塵場(chǎng)和霧滴場(chǎng)環(huán)境下的呼吸性粉塵為研究對(duì)象,建立耦合模型,開展相似實(shí)驗(yàn),確定系數(shù)并驗(yàn)證模型,再編程進(jìn)行仿真模擬,最后開發(fā)系統(tǒng)軟件,理論成果和動(dòng)態(tài)仿真模擬可為噴霧降塵設(shè)施的改善提供決策支撐。在綜采工作面特定環(huán)境下,結(jié)合氣固兩相流理論,建立單移架、單割煤和雙塵源在氣-固耦合下呼吸性粉塵擴(kuò)散的三維數(shù)學(xué)模型;同時(shí)結(jié)合噴霧降塵理論,提出基于混合高斯模型的噴霧降塵模型,建立單移架、單割煤和雙塵源在氣-固-液耦合下呼吸性粉塵擴(kuò)散的三維數(shù)學(xué)模型。為獲取求解耦合模型系數(shù)的數(shù)據(jù),運(yùn)用相似理論,搭建綜采工作面的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?確定氣水噴霧降塵系統(tǒng),選取實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)位置,并分析割煤機(jī)道、運(yùn)輸?shù)篮腿诵械涝诓煌瑝m源氣-固-液耦合下的風(fēng)速分布和呼吸性粉塵濃度分布規(guī)律,結(jié)果表明:噴霧對(duì)氣流場(chǎng)和粉塵場(chǎng)及氣流場(chǎng)對(duì)粉塵場(chǎng)的影響明顯,相同塵源和噴霧條件下,不同位置不同高度的呼吸性粉塵濃度分布不同;不同塵源和噴霧條件下,相同位置相同高度的呼吸性粉塵濃度分布亦不同,說(shuō)明掌握已有噴霧條件下的整個(gè)工作面呼吸性粉塵濃度分布是有效抑塵的關(guān)鍵。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練集和測(cè)試集,采用極大似然法和梯度下降法求解氣-固耦合紊流擴(kuò)散系數(shù),采用線性回歸法和梯度下降法求解雙塵源氣-固稱合系數(shù),采用最小二乘法和梯度下降法求解氣-固-液耦合噴霧降塵模型系數(shù)。為確定更佳的耦合模型系數(shù)值,優(yōu)化耦合模型的精度,運(yùn)用拉格朗日插值法以不同倍數(shù)增強(qiáng)訓(xùn)練集數(shù)據(jù),采用平均相對(duì)誤差評(píng)估測(cè)試集數(shù)據(jù)與理論值,得到優(yōu)化后的耦合模型平均相對(duì)誤差分別為:單移架塵源氣-固耦合為1 8.99%,單割煤塵源氣-固耦合為22.1%,雙塵源氣-固耦合為25.73%,單移架塵源氣-固-液耦合為24.63%,單割煤塵源氣-固-液耦合為26.02%,雙塵源氣-固-液耦合為30.64%,驗(yàn)證了耦合模型的可靠性。根據(jù)確立的雙塵源多場(chǎng)耦合模型,運(yùn)用Matlab編制仿真模擬軟件并進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),選取割煤機(jī)道、運(yùn)輸?shù)篮腿诵械罏檠芯繉?duì)象,從3D立體圖、2D切面平面圖和切面濃度等值線圖等不同視角仿真模擬呼吸性粉塵濃度時(shí)空分布情況;仿真模擬系統(tǒng)可更直觀便捷的確定不同條件下呼吸性粉塵濃度聚集區(qū)域,為防塵降塵提供更有效的理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD714
【部分圖文】：

２０１７年全國(guó)共報(bào)告新增職業(yè)�。玻叮罚担独�，其中塵肺病新病例為２２７０１??例，占８４．８４％，２０１６年新增塵肺病為２７９９２例，其中煤工塵肺為１６６５８例，??矽肺為１００７２例，占新增塵肺病的９５．４９％。如圖２－１為２０１２？２０１７年官方報(bào)??告統(tǒng)計(jì)的職業(yè)病及其不同病種的數(shù)據(jù)圖［１］。??３５０００??■新增職業(yè)病■新增塵肺病■新增煤工塵肺??＿??２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７??年份??圖２－１?２０１２？２０１７年職業(yè)病及塵肺病新增數(shù)據(jù)??從圖中可知，每年新增塵肺病占新增職業(yè)病總數(shù)的８４％以上，煤工塵肺??和矽肺占?jí)m肺病總數(shù)的９３％以上，煤工塵肺占新增職業(yè)病總數(shù)的４４％以上，??可見煤礦呼吸性粉塵對(duì)煤工生命危害極大。二是煤塵爆炸危害：煤礦粉塵爆??炸事故一旦發(fā)生，傷亡損失慘重，有時(shí)還會(huì)發(fā)生二次爆炸，造成極大的破壞??性。國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局通報(bào)的２０１８年１２月下旬以來(lái)發(fā)生的煤礦事故死亡??－２－??

?２．５．３技術(shù)路線??本文研究的技術(shù)路線如圖２－２。??＾?：??塵源構(gòu)成、噴ｇ激設(shè)Ｓ、工作＾構(gòu)造尺寸、粉塵粒徑分布等?，?；??研?１?－＾—１１１４－－１?——」—－．．．．—Ｊ??理?綜采工作面雙塵源多場(chǎng)槁合模型達(dá)立??論?士?．．．．?ｍｉ?＂ｉｎ?＾?１?．．．．ｕｉ?＾??要?論丨?丨哦論?１?｜??綜采工作面雙塵源多場(chǎng)艙相似實(shí)檢一??實(shí)?，?丨丨?＾?＾???Ｉ?效喊對(duì)風(fēng)泫法場(chǎng)分布婉”ＳＩＳ土濃度??究?？?．．…?■廠＂?…?Ｊ???氣－固？液桷合下呼吸性粉塵實(shí)檢數(shù)據(jù)分析?丨??１?－—?Ｉ＂???雙塵源氣？固搞合模型泵法擴(kuò)?雙塵源氣－固偶合橫型雙塵源氣＿固－法堝合??散系數(shù)求解?Ｗ合系鈞求解?噴霖降塵模型系數(shù)求解??仿?＼?１．＿＿□??５?優(yōu)度評(píng)估及系數(shù)??模?１?ｖ，????擬?，?Ｘ?，??丨?１５％３

４點(diǎn)后與霧滴表面接觸，隨后即被霧滴捕截而沉降。??＾辦（重力或電力）??圖３－１噴霧降塵機(jī)理示意圖??？?ｘｆ??粉塵顆粒?ｙ?－Ｑ??Ｗ＾??圖３－２粉塵顆粒在霧滴顆粒附近運(yùn)動(dòng)示意圖??由前人的研宄可知，霧滴顆粒的捕集效率與霧滴顆粒的粒度、霧流的速??度、粉塵的粒度成反比，與接觸系數(shù)成正比。??現(xiàn)階段噴霧降塵機(jī)理主要有擴(kuò)散捕塵、慣性碰撞捕塵、靜電捕塵等。??（１）
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3 角田素男 ,門會(huì)伸行 ,金子譽(yù) ,何建國(guó);煤堆場(chǎng)揚(yáng)塵的測(cè)定[J];交通環(huán)保;1988年06期

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8 ;超高壓靜電裝置及其應(yīng)用[J];重慶環(huán)境科學(xué);1988年05期

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本文編號(hào)：2853251