本文關(guān)鍵詞：綜采工作面呼吸性粉塵分布規(guī)律的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：粉塵在煤礦井下生產(chǎn)過程中產(chǎn)生于多個作業(yè)環(huán)節(jié),并嚴重危害著井下作業(yè)人員的安全和健康,其中呼吸性粉塵(呼塵)特別是PM2.5粉塵對人體的危害最大。綜采工作面作為主要的產(chǎn)塵區(qū)域之一,在采煤機內(nèi)外噴霧正常工作,工作面沒有其他降塵措施的情況下,其風(fēng)流中呼塵含量通常遠高于《煤礦安全規(guī)程》的要求。因此,掌握呼塵的分布規(guī)律,對制定更高效的除降塵措施有著重要的意義。本文以蒲白礦務(wù)局朱家河煤礦14618綜采工作面為研究對象,建立了三維幾何模型,劃分了計算網(wǎng)格;以氣固兩相流理論為基礎(chǔ),建立了Euler-Lagrange框架下的呼塵在綜采工作面中隨風(fēng)流運動的DPM模型,選擇雷諾平均法中的Realizable k-ε模型作為湍流流場的模擬方法;應(yīng)用SIMPLEC算法作為氣固兩相流動的數(shù)值解法,使用Fluent軟件作為計算平臺對綜采工作面呼塵運動分布情況進行了數(shù)值模擬,并與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行了對比驗證。對模擬結(jié)果分析得出,由于呼塵難以沉降且易隨風(fēng)流擴散的特性,無論逆風(fēng)或順風(fēng)截割時,在人行道呼吸帶處呼塵濃度均是從采煤機機身及支架移架處開始向下風(fēng)向逐漸升高,因此,提出應(yīng)將采煤機上下風(fēng)向10m的范圍內(nèi)以及移架處作為除降塵的重點區(qū)域。最后通過改變風(fēng)流速度,對比了幾種風(fēng)速下的呼塵濃度分布情況,綜合多種因素,提出了在該工作面中有利于將對人行道呼吸帶處呼塵濃度控制在較低水平的最優(yōu)風(fēng)速。
【關(guān)鍵詞】：綜采工作面 呼吸性粉塵 分布規(guī)律 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD714
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1 粉塵運動分布規(guī)律研究現(xiàn)狀9
• 1.2.2 呼吸性粉塵研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線10-12
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容10
• 1.3.2 技術(shù)路線10-12
• 2 粉塵性質(zhì)及多相流理論12-20
• 2.1 綜采工作面粉塵的基本性質(zhì)12-13
• 2.2 氣固兩相流理論13-19
• 2.2.1 連續(xù)相控制方程13-17
• 2.2.2 離散相動力學(xué)特性17-19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 3 綜采工作面模型建立及數(shù)值模擬20-36
• 3.1 模型的建立22-26
• 3.1.1 幾何模型的建立22-23
• 3.1.2 計算網(wǎng)格的生成23-24
• 3.1.3 模型參數(shù)及邊界條件的確定24-26
• 3.2 綜采工作面風(fēng)流分布的數(shù)值模擬26-34
• 3.2.1 風(fēng)流速度分布情況模擬分析26-30
• 3.2.2 風(fēng)流矢量分布情況模擬分析30-33
• 3.2.3 模擬有效性驗證33-34
• 3.3 本章小結(jié)34-36
• 4 呼吸性粉塵分布規(guī)律分析36-56
• 4.1 顆粒相運動數(shù)學(xué)模型的確定36-37
• 4.2 顆粒相模型的定解37-41
• 4.2.1 模型參數(shù)的確定37-40
• 4.2.2 邊界條件的確定40-41
• 4.3 呼吸性粉塵運動分布規(guī)律模擬及分析41-53
• 4.3.1 逆風(fēng)截割時呼塵分布情況分析41-46
• 4.3.2 順風(fēng)截割時呼塵分布情況分析46-49
• 4.3.3 PM2.5 濃度分布情況分析49-53
• 4.4 風(fēng)速對呼塵濃度分布的影響分析53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 5 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 研究結(jié)論56
• 5.2 展望56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-62
• 附錄62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：520694