高溜井放礦過程中會形成強大的沖擊氣流引起粉塵擴散,造成嚴重的井下環(huán)境污染,對其進行有效治理一直是井下通風除塵的工作重心,本工作利用相似實驗和數(shù)值模擬相結合的方式探究溜井放礦過程中粉塵的擴散規(guī)律和分布特征。通過改變放礦質(zhì)量、礦石粒徑、溜井密閉程度、含水率等因素測試不同條件下氣流大小和粉塵濃度分布,并利用CFD-DPM耦合方法模擬卸礦過程中的氣-固兩相流,研究氣流和粉塵濃度時空分布特征。結果表明,最大粉塵濃度和風速隨放礦質(zhì)量增加而上升,隨顆粒粒徑和溜井密閉程度增大而降低,且含水率越大,粉塵濃度越小,風速無明顯變化,在放礦過程中礦石顆粒之間碰撞占主導作用,顆粒流呈橫向分布。

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

圖1 測點位置圖(a)與實驗裝置圖(b)

以某金屬礦山多中段溜井(高100m、直徑3m，有三個傾角為30°、直徑2m的斜溜槽、斜溜槽之間間隔為25m)為原型，根據(jù)相似原理進行推導后，建立縮小比例1:10的相似實驗模型。模型分為3個中段，由主管、卸料斗、儲礦彎頭組成，如圖1所示。為了避免溜井模型阻力增加，本次實驗將....

圖3 最大粉塵濃度和最大風速隨放礦質(zhì)量變化的擬合曲線

圖2放礦質(zhì)量對粉塵濃度和風速的影響由圖3可以看出，由于放礦質(zhì)量增加，攜帶的粉塵增多，溜井內(nèi)每個中段的粉塵濃度均會隨之增大，各中段增加的斜率基本一致且通過實驗測試可知增幅隨放礦質(zhì)量增加呈增大趨勢。風速與放礦質(zhì)量變化擬合曲線的斜率為0.159?0.2155，每個中段風速隨投放礦石質(zhì)....

圖8 高溜井模型及網(wǎng)格劃分

數(shù)值模擬的幾何模型尺寸與實驗模型的尺寸相同，模型中溜井總高10m，直徑0.3m，有三個斜溜槽，傾角為30°、直徑0.2m、斜溜槽之間間隔為2.5m，由于結構化網(wǎng)格易于控制，模擬計算量較小，適用于簡單規(guī)則的幾何體邊界[15]，對于高溜井模型，其幾何模型較規(guī)則，因此本研究采用....

圖9 粉塵顆粒及顆粒的平均粒徑D50在不同時刻的分布

由圖9(a)可以看出，高溜井從頂部放礦，大部分粉塵在氣流作用下向溜井下部擴散，且在擴散過程中與壁面的接觸較少，主要表現(xiàn)為顆粒之間的碰撞，礦石在下落1s時比較集中，隨后由于受力不均勻而逐漸散開，顆粒流呈橫向分布，增大了與空氣的接觸，粉塵濃度增大。2s時，部分礦石到達溜井底部，與....

本文編號：4012279