在礦山機械化程度不斷提高、開采強度日趨增大的情況下，掘進工作面粉塵量劇增，不僅給工作面生產人員的身心健康帶來危害，還給正常生產安全帶來隱患。在目前機掘工作面通風存在不足的形勢下，如何對掘進工作面粉塵及有害物進行有效的控制并及時排放，消弭粉塵及有害物在掘進工作面的危害是礦井通風亟待解決的問題。 為了進一步改善機掘工作面作業(yè)環(huán)境，滿足生產安全的要求，本文在相關研究基礎上，提出了機掘工作面旋轉射流屏蔽通風。旋轉射流屏蔽通風作為機掘工作面的一種新的通風方法，在國內外尚屬首次研究。旋轉射流屏蔽通風是利用旋轉射流的卷吸和摻混能力強的特性，在吹散掘進工作面的粉塵和瓦斯及有害物方面具有良好效果，能夠實現(xiàn)防止瓦斯局部積聚，加強對工作面粉塵的控制和捕集。由于旋轉射流流場的復雜性，目前相關理論還沒有完全研究透徹，理論分析比較粗淺，主要依靠實驗手段來探討。機掘工作面旋轉射流屏蔽通風理論的研究成功不僅是對機掘工作面通風技術和通風理論的重大突破，同時對旋轉射流基礎理論的進一步研究也將產生深遠的影響。為了更好地推廣這一新通風方法，本文以機掘工作面旋轉射流屏蔽通風流場為研究對象，借助流體力學、射流理論和相似理論等相關...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 掘進通風國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 掘進工作面通風理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 掘進工作面通風除塵技術研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內容
    1.4 課題的研究方法及技術路線
    1.5 本章小結
第二章 旋轉射流屏蔽通風理論分析
    2.1 紊動射流的基本概念
    2.2 紊動射流的渦結構、卷吸與擴散作用
        2.2.1 紊動射流的基本方程
        2.2.2 平面紊動射流理論
    2.3 環(huán)形自由射流理論
    2.4 環(huán)形射流與壁面的沖擊
        2.4.1 沖擊射流的基本特征
        2.4.2 斜沖擊射流流量分配
    2.5 旋轉射流屏蔽通風控塵理論分析
    2.6 本章小結
第三章 機掘工作面旋轉射流屏蔽通風數(shù)值模擬研究
    3.1 數(shù)值模擬的基本方法與理論
        3.1.1 湍流的數(shù)值模擬方法
        3.1.2 湍流的數(shù)值計算模型
    3.2 機掘工作面旋轉射流屏蔽通風物理模型的建立
        3.2.1 吹吸組合風口物理模型
        3.2.2 巷道模型網(wǎng)格劃分
        3.2.3 數(shù)學模型
    3.3 機掘工作面旋轉射流屏蔽通風流場分布規(guī)律
    3.4 數(shù)值計算結果及分析
        3.4.1 組合風口噴射傾角對旋轉射流屏蔽流場的影響
        3.4.2 噴射口寬度對旋轉射流屏蔽流場的影響
        3.4.3 吹吸流量比對旋轉射流屏蔽流場的影響
    3.5 旋轉射流屏蔽通風流場粉塵濃度分布數(shù)值模擬
        3.5.1 不同噴射傾角時工作面粉塵濃度分布
        3.5.2 不同噴口寬度時工作面粉塵濃度分布
        3.5.3 不同吹吸流量比時工作面粉塵濃度分布
    3.6 本章小結
第四章 機掘工作面旋轉射流屏蔽通風實驗研究
    4.1. 相似理論分析
        4.1.1 流動相似
        4.1.2 相似理論
        4.1.3 相似準則的推導
        4.1.4 相似模型律的選擇
    4.2 模型實驗設計
        4.2.1 相似模型設計
        4.2.2 實驗參數(shù)的設定
    4.3 旋轉射流屏蔽通風流場的 PIV 實驗測量
        4.3.1 PIV 原理
        4.3.2 PIV 測量系統(tǒng)
        4.3.3 PIV 測量實驗平臺
        4.3.4 PIV 實驗參數(shù)設定
        4.3.5 PIV 實驗步驟
    4.4 PIV 測量結果及分析
    4.5 實驗誤差分析
    4.6 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
致謝
附錄：攻讀碩士學位期間的學術成果
    一、公開發(fā)表的學術論文
    二、參與科研項目
    三、專利
詳細摘要



本文編號：3874976