針對全巖綜掘工作面粉塵污染嚴(yán)重的問題,以紅柳林煤礦3^-1煤輔運(yùn)巷全巖段為研究對象,建立工作面物理模型,利用數(shù)值模擬方法,對比分析影響抽出式通風(fēng)除塵效果的風(fēng)量、風(fēng)筒直徑、進(jìn)風(fēng)口與工作面距離3個參數(shù),得出了最佳的系統(tǒng)設(shè)計參數(shù),并進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)證。結(jié)果表明,采用最佳設(shè)計參數(shù)的抽出式通風(fēng)系統(tǒng),司機(jī)位置總粉塵、呼吸性粉塵質(zhì)量濃度可分別控制在15.3、8.9 mg/m³以下,與壓入式通風(fēng)相比,降塵效率分別提升到98.7%、98.5%以上。 

【文章來源】：黑龍江科技大學(xué)學(xué)報. 2020,30(06)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

工作面簡化物理模型

工作面計算配風(fēng)量300 m3/min。為了研究風(fēng)量對除塵效果的影響,設(shè)置風(fēng)量分別為300、350、400、500 m3/min,風(fēng)筒直徑為800 mm,風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口與掘進(jìn)工作面距離為2 m。所得到的不同風(fēng)量下粉塵場分布如圖2所示,其中,ρ為粉塵質(zhì)量濃度。由圖2可知,不同風(fēng)量下,工作面粉塵運(yùn)移及分布規(guī)律基本一致。由于掘進(jìn)工作面進(jìn)風(fēng)口前方區(qū)域風(fēng)流方向基本指向風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口,截割頭產(chǎn)生的高濃度粉塵隨工作面風(fēng)流運(yùn)移,因此,產(chǎn)生的粉塵沒有向司機(jī)側(cè)擴(kuò)散,總體上向風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口運(yùn)移;同時,由于自身重力及掘進(jìn)工作面區(qū)域巷道下部局部渦流作用,粉塵在掘進(jìn)機(jī)右側(cè)至掘進(jìn)工作面區(qū)域底板附近聚集,此部分粉塵質(zhì)量濃度高達(dá)1 000 mg/m3以上。粉塵沿底板擴(kuò)散最遠(yuǎn),最大擴(kuò)散距離約3.4 m,不同風(fēng)量下此距離基本保持不變。因此,工作面配風(fēng)量已經(jīng)滿足現(xiàn)場除塵的需要,抽風(fēng)量的增加,除塵效果并未出現(xiàn)明顯變化,反而通風(fēng)經(jīng)濟(jì)性變差。因此,將工作面計算配風(fēng)量作為抽出式通風(fēng)的抽風(fēng)量。

為了研究風(fēng)筒直徑對除塵效果的影響,分別設(shè)置風(fēng)筒直徑為600、800、1 000、1 200 mm,風(fēng)量為300 m3/min,風(fēng)筒進(jìn)風(fēng)口與掘進(jìn)工作面距離為2.0 m,得到不同風(fēng)筒直徑下粉塵場分布如圖3所示。從圖3可以看出,不同直徑抽風(fēng)風(fēng)筒的控塵效果差別不大。1 200、1 000 mm直徑的風(fēng)筒控塵效果略好于600、800 mm。負(fù)壓抽塵效果與工作面風(fēng)速密切相關(guān),因此,對掘進(jìn)工作面0～3.0 m范圍內(nèi)l分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 m巷道斷面的平均風(fēng)速[15]及風(fēng)速均勻性系數(shù)[15]進(jìn)行了計算,如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]神東礦區(qū)綜掘快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用分析[J]. 張茂生,趙志清,董俊亮.  煤炭技術(shù). 2020(03)
[2]抽出式通風(fēng)掘進(jìn)工作面巷道風(fēng)速分布實(shí)驗(yàn)研究[J]. 黃立寧.  沈陽理工大學(xué)學(xué)報. 2019(02)
[3]綜掘工作面壓風(fēng)分流控除塵技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 陳芳,張設(shè)計,馬威,袁地鏡,張小濤.  煤炭學(xué)報. 2018(S2)
[4]壓抽比及風(fēng)幕發(fā)生器位置對機(jī)掘工作面阻塵效果的影響[J]. 程衛(wèi)民,王昊,聶文,周剛,孫彪.  煤炭學(xué)報. 2016(08)
[5]綜掘工作面壓風(fēng)氣幕形成機(jī)理與阻塵效果分析[J]. 聶文,程衛(wèi)民,周剛.  煤炭學(xué)報. 2015(03)
[6]旋流風(fēng)幕擾動硬巖綜掘面風(fēng)-塵流場數(shù)值模擬[J]. 聶文,程衛(wèi)民,陳連軍,徐翠翠.  中國安全科學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[7]礦塵的產(chǎn)生機(jī)理研究[J]. 王慶國,王德明,王和堂.  煤礦安全. 2014(02)
[8]我國煤礦巖巷安全高效掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J]. 楊仁樹.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2013(09)
[9]全巖巷綜掘工作面高效綜合除塵技術(shù)[J]. 張小康,周剛.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2013(08)
[10]大斷面全巖巷綜掘工作面泡沫降塵技術(shù)[J]. 陳貴,王德明,王和堂,韓方偉,馬巖.  煤炭學(xué)報. 2012(11)

博士論文
[1]鎬型截齒破巖機(jī)理及懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割性能研究[D]. 王想.重慶大學(xué) 2017

碩士論文
[1]抽出式通風(fēng)巖巷粉塵運(yùn)移及風(fēng)筒粉塵沉積規(guī)律研究[D]. 許洋銘.煤炭科學(xué)研究總院 2018
[2]綜掘工作面粉塵運(yùn)移與沉積的氣固兩相流模擬[D]. 張繼健.中國礦業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3015050