本文關(guān)鍵詞：高海拔礦山掘進面粉塵運移規(guī)律及通風(fēng)除塵系統(tǒng)優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 高海拔礦山 掘進工作面 粉塵運移規(guī)律 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化 數(shù)值模擬

【摘要】：掘進工作面在鑿巖、爆破及出渣過程中會產(chǎn)生大量粉塵,粉塵危害目前已被列為礦井五大災(zāi)害之一,對礦山的安全生產(chǎn)和職工的身體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅,而高海拔低壓缺氧的特殊條件使機械設(shè)備產(chǎn)塵量增加,同時降低了勞動生產(chǎn)率,因此,高海拔礦山的粉塵危害更為嚴(yán)重。為了解決高海拔礦山粉塵危害的難題,以西藏甲瑪銅多金屬礦4470m掘進工作面為研究背景,采取了理論分析、現(xiàn)場實測與試驗、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場應(yīng)用相結(jié)合的方法探索粉塵的運移規(guī)律與通風(fēng)除塵的效果,并對通風(fēng)除塵系統(tǒng)優(yōu)化。論文主要研究工作包括：(1)依據(jù)梯度輸送理論推導(dǎo)出了掘進工作面多塵源粉塵擴散模型,依據(jù)氣固兩相流理論分析了粉塵顆粒在氣流中的受力情況,并根據(jù)動力學(xué)沉降方程推導(dǎo)了高海拔掘進面粉塵沉降速度表達式,計算了不同粒徑粉塵的最終沉降速度。(2)對礦區(qū)工人進行實地調(diào)查,研究了氧氣含量、心率、血氧飽和度等參數(shù)的變化趨勢,分析了人體呼吸頻率的變化規(guī)律,并計算出高海拔粉塵濃度修正指標(biāo)；對掘進巷道內(nèi)的粉塵濃度進行監(jiān)測,分析了不同參數(shù)條件以及不同巷道環(huán)境時,鑿巖作業(yè)與出渣作業(yè)各塵源下的粉塵運移規(guī)律。(3)通過現(xiàn)場試驗分別對掘進工作面應(yīng)用壓入式通風(fēng)與長壓短抽式通風(fēng)除塵系統(tǒng)的風(fēng)流流場與粉塵濃度進行了分析,并對長壓短抽式通風(fēng)除塵系統(tǒng)進行優(yōu)化,得到了最優(yōu)通風(fēng)參數(shù)。(4)依據(jù)氣固兩相流理論,運用GAMBIT建立了掘進巷道通風(fēng)除塵的幾何模型并劃分網(wǎng)格,采用FLUENT軟件對壓入式通風(fēng)與長壓短抽式通風(fēng)進行數(shù)值模擬,對比分析了壓入式通風(fēng)與長壓短抽式通風(fēng)除塵系統(tǒng)的除塵效率,并通過數(shù)值模擬驗證了長壓短抽式通風(fēng)除塵系統(tǒng)的最優(yōu)通風(fēng)參數(shù)。(5)針對甲瑪?shù)V山掘進巷道多塵源的產(chǎn)塵特點,在長壓短抽式通風(fēng)除塵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計了分風(fēng)除塵模型,采用數(shù)值模擬的方法得出了分風(fēng)除塵參數(shù)的最優(yōu)值,并予以現(xiàn)場安裝應(yīng)用,根據(jù)現(xiàn)場的除塵效率表明了分風(fēng)除塵模型的應(yīng)用效果。
【關(guān)鍵詞】：高海拔礦山 掘進工作面 粉塵運移規(guī)律 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD714.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 引言12-17
• 1.1 問題的提出12-14
• 1.2 研究意義14-15
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線15-17
• 1.3.1 研究內(nèi)容15-16
• 1.3.2 技術(shù)路線16-17
• 2 文獻綜述17-30
• 2.1 國內(nèi)外粉塵研究的發(fā)展17-18
• 2.2 粉塵運移規(guī)律研究現(xiàn)狀18-21
• 2.2.1 理論研究現(xiàn)狀18-19
• 2.2.2 實驗研究現(xiàn)狀19-20
• 2.2.3 數(shù)值模擬技術(shù)研究現(xiàn)狀20-21
• 2.3 粉塵防治技術(shù)研究現(xiàn)狀21-26
• 2.3.1 噴霧降塵研究現(xiàn)狀21-22
• 2.3.2 物理化學(xué)防塵研究現(xiàn)狀22-23
• 2.3.3 通風(fēng)除塵研究現(xiàn)狀23-26
• 2.4 高海拔氣候分析及粉塵危害研究現(xiàn)狀26-30
• 2.4.1 高海拔氣候?qū)θ梭w生理的影響26-27
• 2.4.2 高海拔氣候?qū)ιa(chǎn)的影響27-28
• 2.4.3 細(xì)顆粒物危害研究現(xiàn)狀28-30
• 3 高海拔掘進面粉塵運移理論研究30-52
• 3.1 掘進面粉塵產(chǎn)生機理30-33
• 3.1.1 粉塵粒徑分類30-31
• 3.1.2 掘進面粉塵來源及產(chǎn)塵機理31-32
• 3.1.3 掘進面粉塵濃度的影響因素32
• 3.1.4 掘進面產(chǎn)塵量的計算32-33
• 3.2 氣體運動數(shù)學(xué)模型33-35
• 3.3 掘進面粉塵擴散模型推導(dǎo)35-42
• 3.3.1 粉塵層流擴散模型36-38
• 3.3.2 粉塵湍流擴散模型38
• 3.3.3 掘進巷道粉塵擴散模型38-42
• 3.4 掘進面粉塵運移及沉降模型42-51
• 3.4.1 空氣參數(shù)變化研究42-45
• 3.4.2 粉塵動力學(xué)模型推導(dǎo)45-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 高海拔掘進面粉塵濃度修正指標(biāo)及運移規(guī)律研究52-87
• 4.1 礦山概況及開采現(xiàn)狀52-55
• 4.1.1 礦山概況52-53
• 4.1.2 開采現(xiàn)狀53-55
• 4.2 高海拔掘進面粉塵濃度修正指標(biāo)研究55-69
• 4.2.1 高海拔氣候分析55-57
• 4.2.2 氧含量變化研究57-59
• 4.2.3 血氧飽和度變化研究59-66
• 4.2.4 人體呼吸頻率變化研究66-68
• 4.2.5 粉塵濃度修正指標(biāo)研究68-69
• 4.3 掘進面粉塵濃度及空氣參數(shù)監(jiān)測69-73
• 4.3.1 測量設(shè)備70
• 4.3.2 測量方法70-73
• 4.4 掘進面鏟運機產(chǎn)塵及粉塵運移規(guī)律分析73-80
• 4.4.1 不同截面距離下粉塵濃度分布73-75
• 4.4.2 不同粒徑下的粉塵濃度分布75-76
• 4.4.3 不同轉(zhuǎn)速下的粉塵濃度分布76-78
• 4.4.4 鏟運機運行前后粉塵濃度分布78-80
• 4.5 掘進面不同環(huán)境條件下粉塵運移規(guī)律80-86
• 4.5.1 不同粒徑的粉塵濃度垂直分布80-82
• 4.5.2 不同相對濕度下的粉塵濃度分布82-84
• 4.5.3 不同巷道風(fēng)速下的粉塵濃度分布84-86
• 4.6 本章小結(jié)86-87
• 5 掘進面通風(fēng)除塵系統(tǒng)現(xiàn)場試驗及參數(shù)優(yōu)化87-109
• 5.1 現(xiàn)場試驗設(shè)計87-90
• 5.1.1 試驗儀器及設(shè)備參數(shù)87-88
• 5.1.2 試驗測點布置88-90
• 5.2 壓入式通風(fēng)除塵系統(tǒng)測定結(jié)果及分析90-93
• 5.2.1 風(fēng)流流場分析90
• 5.2.2 風(fēng)速沿程變化分析90-92
• 5.2.3 粉塵濃度沿程變化分析92-93
• 5.3 長壓短抽式通風(fēng)除塵系統(tǒng)測定結(jié)果及分析93-96
• 5.3.1 風(fēng)速沿程變化93-94
• 5.3.2 粉塵濃度沿程變化94-96
• 5.3.3 除塵效率對比96
• 5.4 長壓短抽式通風(fēng)除塵系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化試驗96-108
• 5.4.1 壓抽風(fēng)筒與掘進面距離優(yōu)化試驗97-100
• 5.4.2 壓入風(fēng)量試驗100-104
• 5.4.3 抽壓比試驗104-108
• 5.5 奉章小結(jié)108-109
• 6 掘進面通風(fēng)除塵系統(tǒng)數(shù)值模擬及參數(shù)優(yōu)化109-132
• 6.1 壓入式通風(fēng)除塵系統(tǒng)數(shù)值模擬110-119
• 6.1.1 模型的建立與邊界條件設(shè)定110-115
• 6.1.2 模擬結(jié)果分析115-119
• 6.2 長壓短抽式通風(fēng)除塵系統(tǒng)數(shù)值模擬119-123
• 6.2.1 幾何模型建立與網(wǎng)格劃分119
• 6.2.2 計算模型及邊界條件119-120
• 6.2.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析120-123
• 6.3 數(shù)值模擬與現(xiàn)場試驗比較研究123-125
• 6.4 長壓短抽式通風(fēng)除塵系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化模擬125-131
• 6.4.1 壓風(fēng)筒與掘進面作業(yè)距離模擬分析125-127
• 6.4.2 抽風(fēng)筒與掘進面作業(yè)距離模擬分析127-128
• 6.4.3 壓入風(fēng)量模擬分析128-130
• 6.4.4 抽壓比模擬分析130-131
• 6.5 本章小結(jié)131-132
• 7 掘進面分風(fēng)除塵系統(tǒng)研制與應(yīng)用132-146
• 7.1 分風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計132-133
• 7.2 分風(fēng)除塵系統(tǒng)參數(shù)數(shù)值模擬133-140
• 7.2.1 后置壓風(fēng)口作業(yè)距離模擬134-135
• 7.2.2 后置壓風(fēng)口壓入風(fēng)量模擬135-137
• 7.2.3 后置抽壓比模擬137-139
• 7.2.4 分風(fēng)除塵系統(tǒng)效果模擬139-140
• 7.3 分風(fēng)除塵系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用140-145
• 7.3.1 分風(fēng)除塵系統(tǒng)各部分結(jié)構(gòu)及參數(shù)140-142
• 7.3.2 分風(fēng)除塵系統(tǒng)的安裝與測點布置142-143
• 7.3.3 分風(fēng)除塵系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)果分析143-145
• 7.4 本章小結(jié)145-146
• 8 結(jié)論與創(chuàng)新點146-150
• 8.1 主要研究結(jié)論146-148
• 8.2 創(chuàng)新點148-149
• 8.3 存在問題及研究展望149-150
• 參考文獻150-158
• 作者簡歷及在學(xué)研究成果158-161
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集161

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;選毛車間的通風(fēng)除塵[J];勞動保護;1976年06期

2 ;選毛車間的通風(fēng)除塵[J];毛紡科技;1977年02期

3 ;通風(fēng)除塵設(shè)計基本知識(續(xù))[J];勞動保護;1977年06期

4 ;通風(fēng)除塵設(shè)計基本知識(續(xù))[J];勞動保護;1978年03期

5 ;通風(fēng)除塵系統(tǒng)由哪幾部分組成?[J];勞動保護;1979年03期

6 譚天佑;;全國工業(yè)通風(fēng)除塵專題討論會[J];冶金安全;1980年06期

7 ;清花塵室的通風(fēng)除塵改造措施[J];勞動保護;1984年02期

8 ;通風(fēng)除塵消息一組[J];勞動保護;1984年06期

9 楊美鑫;正確選用木工通風(fēng)除塵裝置中的風(fēng)機[J];木材工業(yè);1987年04期

10 諸葛瑋琳，，李孝宏，劉梅山;通風(fēng)除塵系統(tǒng)設(shè)計運行中的問題與改進[J];環(huán)境保護;1996年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 沈恒根;亢燕銘;趙兵濤;徐劍;付海明;;工業(yè)通風(fēng)除塵用旋風(fēng)除塵器的選擇計算[A];全國暖通空調(diào)制冷2002年學(xué)術(shù)文集[C];2002年

2 湯文華;;通風(fēng)除塵系統(tǒng)運行的計算機分析[A];全國暖通空調(diào)制冷2002年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2002年

3 顧祖榮;;由通風(fēng)除塵看成本開支與環(huán)保意識、以人為本的矛盾[A];中國有色金屬建設(shè)協(xié)會2004優(yōu)秀技術(shù)管理論文評選論文集[C];2004年

4 劉光大;歐陽焱;;韶關(guān)冶煉廠燒結(jié)機尾通風(fēng)除塵系統(tǒng)[A];2007年湖南省暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

5 周誠;;我國糧食廠倉通風(fēng)除塵、通風(fēng)降溫和氣力輸送技術(shù)的進展[A];中國機械工程學(xué)會物料搬運分會第四屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1992年

6 張秀珍;陳肖玲;;青島車輛段修配車間電焊煙塵治理通風(fēng)除塵措施[A];第九次全國焊接會議論文集（第1冊）[C];1999年

7 沈恒根;亢燕銘;付海明;趙兵濤;黃漢軍;黨義榮;;工業(yè)通風(fēng)除塵系統(tǒng)排放源微細(xì)顆粒物擴散模型的研究——穩(wěn)定連續(xù)排放源顆粒物上升高度的計算[A];全國暖通空調(diào)制冷2002年學(xué)術(shù)文集[C];2002年

8 楊雷;;采油廠注聚站新型通風(fēng)除塵設(shè)備研究[A];中國職業(yè)安全健康協(xié)會2013年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

9 王瑾;梁彥星;柳建華;;對汽車制造廠車身車間有害煙塵的通風(fēng)除塵改造[A];上海市制冷學(xué)會二○○三年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

10 江鋒;葉t采

本文編號：882739