綜采工作面是整個礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中最主要的產(chǎn)塵場所,由于綜采工作面具有產(chǎn)塵工序多、產(chǎn)塵量大等特點,成為了粉塵治理難度最大的場所之一。經(jīng)多個礦井現(xiàn)場實測顯示,采煤機滾筒截割作業(yè)時,局部地點瞬間粉塵濃度甚至達(dá)3000mg/m3以上,嚴(yán)重超標(biāo)的高濃度粉塵嚴(yán)重威脅井下工作人員的健康與安全。本文主要采用了實驗研究、理論分析、數(shù)值模擬與現(xiàn)場應(yīng)用等多種手段相結(jié)合的方法去探索解決綜采工作面粉塵污染問題的有效途徑。主要研究內(nèi)容及成果如下:基于噴嘴降塵機理,建立噴霧模型,分析影響霧滴捕塵效果的主要因素�；陟F場多特性實驗平臺模擬白蘆煤礦綜采工作面的風(fēng)流環(huán)境,首先對10種適用于煤礦防塵的噴嘴進(jìn)行霧場宏觀特性實驗,分別統(tǒng)計和分析了各噴嘴的有效射程、霧化角和流量等宏觀特性,優(yōu)選出編號Ⅲ噴嘴,并利用PDI相位多普勒激光干涉儀對霧場濃度等微觀特性進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)顯示:隨著噴霧壓力增加,測試區(qū)域霧場濃度也隨之增大,但由于橫向風(fēng)流的影響,單一噴嘴霧場難以滿足噴霧降塵需求。根據(jù)高速風(fēng)流運載霧滴作用啟發(fā),研制了由液壓支架風(fēng)助集中噴霧降塵裝置和采煤機濕式風(fēng)助降塵裝置組成的高效噴霧降塵系統(tǒng)。利用FLUENT軟件,首先對白蘆煤礦4307綜采工作面內(nèi)設(shè)置模擬風(fēng)流1.2m/s,并設(shè)置液壓支架風(fēng)助集中噴霧降塵裝置和采煤機濕式風(fēng)助降塵裝置的噴霧和風(fēng)流參數(shù)。數(shù)值模擬結(jié)果顯示,采用新型噴霧降塵裝置后,綜采工作面的主要產(chǎn)塵源—采煤機滾筒處的噴霧濃度明顯上升,霧場對產(chǎn)塵源進(jìn)行了有效包裹。高效噴霧降塵系統(tǒng)經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用驗證,采煤機司機、移架工處全塵、呼塵的降塵率分別高達(dá)89.1%、90.1%和 89.6%、89.4%;粉塵濃度分別降低至 97.3mg/m3、41.9mg/m3 和 75.5mg/m3、34.1mg/m3,說明在采用高效噴霧降塵系統(tǒng)后,綜采工作面粉塵污染最為嚴(yán)重、最影響工人進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)的割煤和移架工序的粉塵污染的問題到了有效解決。
【學(xué)位單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TD714.4
【部分圖文】：

圖１．１?２００９年－２０１４年職業(yè)病統(tǒng)計??Ｆｉｇ．?１．１?２００９－２０１４?Ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎａｌ?Ｄｉｓｅａｓｅ?Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ??另一方面，礦井下粉塵達(dá)到一定濃度后，易造成粉塵爆炸事故，嚴(yán)重井下作業(yè)人員生命安全和礦井安全高效生產(chǎn)Ｉ幾十年來，在中國由煤塵引重大、特大事故時有發(fā)生：２００５年１１月２７日，黑龍江省龍煤集團東風(fēng)煤礦違規(guī)操作導(dǎo)致煤倉內(nèi)煤炭突然傾出，造成大量揚塵并達(dá)到爆炸界限，引起煤爆炸，造成１７１人死亡、４８人受傷；２０１３年１２月１３日，新疆維吾爾自治區(qū)吉回族自治州白楊溝煤礦違規(guī)實施架間爆破，引起瓦斯爆炸，沖擊波引起的濃度揚塵進(jìn)一步擴大了爆炸范圍，造成２２人死亡；２０１４年１１月２６日，遼寧阜新礦業(yè)有限責(zé)任公司恒大煤業(yè)公司發(fā)生一起重大煤塵爆炸燃燒事故，造成人死亡，５０人受傷；２０１７年２月１４日１時３７分，漣源市祖保煤礦發(fā)生一起大煤塵爆炸事故，造成１０人死亡，２人受傷。由此可見，提高綜采面粉塵防，工，于重意。??

山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文?緒論??究，具體的研究方法如下：??研宄了噴嘴霧化過程及其射流破碎霧化機理，基于ＰＤＩ技術(shù)利用相位多普??勒激光千涉儀對優(yōu)選噴嘴進(jìn)行霧場微觀與宏觀霧化特性實驗，對其霧滴濃度等??微觀參數(shù)和有效射程、霧化角等宏觀參數(shù)進(jìn)行分析，確定最佳噴嘴和噴霧參數(shù)。??結(jié)合噴霧負(fù)壓引射吸塵和高速風(fēng)流運載霧滴機理，研制液壓支架風(fēng)力輔助式噴??霧降塵裝置和采煤機濕式噴霧降塵器裝置�；陟F滴與塵粒相對運動模型，建??立了白蘆煤礦４３０７綜采工作面等比例模型，設(shè)置液壓支架風(fēng)力輔助式噴霧降塵??裝置和采煤機濕式噴霧降塵器的噴霧和風(fēng)流參數(shù)，分析不同參數(shù)條件下，采煤??機滾筒產(chǎn)塵源處噴霧場濃度，研究噴霧霧場及提高噴霧捕塵效果提供了理論基??礎(chǔ)。構(gòu)建以新型液壓支架風(fēng)助集中噴霧降塵裝置和采煤機濕式風(fēng)助降塵裝置為??核心的綜采工作面高效噴霧降塵系統(tǒng)，并進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用和降塵效果分析。??新型噴霧降塵裝置風(fēng)流霧滴數(shù)學(xué)棋型??

Ｗｅ?＝?Ｐｇ＇Ｕ＾＇ｄ?式（２．２）??ａ??式中：％—Ｗｅｂｅｒ準(zhǔn)數(shù)；??Ｕｒ一氣體介質(zhì)與液體介質(zhì)之間的速度差，ＷＡ；??Ｐ?ｇ—氣體密度，峻／??從Ｗｅｂｅｒ準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式可以得出，韋伯?dāng)?shù)是能反映出對射流破裂的相互作??用，數(shù)值越小，射流破裂越難發(fā)生??（２）二次破碎??經(jīng)過初次破碎，霧滴依然與氣流之間保持較大的速度差，在氣動力的作用??下，霧滴在減速的同時在不斷的發(fā)生變形，當(dāng)內(nèi)力無法抵抗外力引起的變形時，??霧滴會持續(xù)的發(fā)生二次破碎，直到氣動力所具有的能量無法繼續(xù)降低霧滴尺寸。??經(jīng)過二次破碎的霧滴粒徑可由一次破碎的毫米級霧滴極具降低為直徑數(shù)十到數(shù)??百微米＿４５］。??
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本文編號：2853606