長距離巷道掘進通風排塵數(shù)值模擬及優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2021-08-07 22:53
爆破粉塵的危害一直是地下礦井開采過程中所要面對的一大問題。爆破粉塵成分復雜,含多種有毒有害物質(zhì),其危害程度遠大于一般作業(yè)場所的粉塵,特別是在長距離掘進巷道中的爆破粉塵。長距離巷道掘進為單一巷道獨頭掘進,風流的輸送過程往往會有大量的漏風和風流動能損失,導致掘進端面新鮮風流不足,同時掘進端面的風流場結(jié)構(gòu)較復雜,不合理的通風布置使得風流的有效利用率降低。因此,進行長距離巷道掘進面的風流場分析以及通風布置優(yōu)化,對于保障礦山通風安全具有重要意義。本文結(jié)合某銅礦的長距離掘進巷道實際的爆破和通風排塵情況,依托CFD相關(guān)理論,運用Fluent軟件對巷道粉塵的運移情況進行瞬態(tài)模擬及分析,直觀的展現(xiàn)粉塵在巷道內(nèi)的運移規(guī)律。通過改變風筒在巷道的懸掛位置、風筒口至掘進端面的距離、風筒口尺寸以及采用脈動通風,比較不同工況的通風排塵效果以及定量分析巷道粉塵滯留情況,得出巷道的最優(yōu)通風布置參數(shù),最終確定巷道的最優(yōu)通風布置方案。研究得出以下結(jié)論:獨頭巷道射流為受限空間貼附射流,流場分為貼附射流區(qū)、沖擊射流區(qū)和回流區(qū)。巷道通風情況下,巷道的粉塵排出時間大大縮減,但是風流對粉塵的擾動作用不利于粉塵的自身沉降作用。風筒懸掛...
【文章來源】:江西理工大學江西省
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
巷道沿程不同截面的速度變化圖
第二章掘進巷道風速及粉塵測試分析16圖2.4表示巷道沿程不同截面的速度變化圖。從圖中可以得知,在掘進巷道實際的通風情況下,在距離掘進端面5m的范圍內(nèi)存在一個漩渦區(qū),使得距離掘進端面2m處的風速較;并且在風筒位置也存在一個漩渦區(qū);距離掘進端面15m開始,風流受到的擾亂逐漸降低,并在距離掘進端面35m開始巷道風流逐漸變得穩(wěn)定均勻。圖2.5巷道沿程粉塵濃度變化圖圖2.5表示巷道沿程粉塵濃度變化圖。從圖中可以得知,巷道內(nèi)的全塵粉塵濃度大于規(guī)范標準;風筒前方受高速回流的作用,在掘進端面附近存在著一個低粉塵濃度區(qū),使得部分區(qū)域的粉塵被快速帶離掘進面;從掘進面帶離的粉塵在風筒口附近逐漸積聚,粉塵濃度快速上升;在風筒后方巷道風速逐漸變得均勻,粉塵在截面上重新均勻分布,故測點上的沿程粉塵濃度較為平緩。2.5掘進面防塵措施礦井防塵工作一般包括以下幾個方面:將粉塵控制在塵源,防止粉塵進入空氣;將彌漫在空氣的粉塵捕集下來;將不可捕集的粉塵排出至地表。因此,掘進面綜合防塵措施一般包括以下措施,即減塵、阻塵、捕塵、降塵和通風排塵[49]。1、減塵減塵,即通過采取某些防塵措施來減小作業(yè)工序的產(chǎn)塵量,如通過濕法作業(yè)、封閉塵源、負壓作業(yè)等措施,來減少切割、裝礦、運輸?shù)裙ば蛑械姆蹓m揚起,從而達到減塵的目的。減塵措施所需的工序復雜,會影響掘進作業(yè)的進度。2、阻塵阻塵,即采取一些輔助性措施減少粉塵與人體的接觸。如使用各種勞動防護用具(防
理論分析、實驗測量與CFD之間的關(guān)系
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金屬礦山掘進巷道新型通風除塵系統(tǒng)研究與應用[J]. 李剛,王運敏,金龍哲. 中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2019(08)
[2]綜掘工作面壓入式通風粉塵分布規(guī)律實驗[J]. 張俊澤. 礦業(yè)工程研究. 2019(02)
[3]脈沖風機技術(shù)在高大空間防排煙系統(tǒng)中的應用[J]. 張蕾,王勤虎,馮滿,王嶺,馮松,朱季. 安裝. 2019(05)
[4]《工業(yè)通風與防塵》課程教學改革實施效果的探討[J]. 劉雪莉,英培馨,李月芳. 科技視界. 2019(14)
[5]風筒出口至迎頭距離對流場分布的影響[J]. 王春霞,趙忠義. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2019(05)
[6]綜掘工作面長壓短抽通風系統(tǒng)風筒合理位置研究[J]. 王文才,李曉芳,安寧. 煤炭技術(shù). 2019(04)
[7]海洋油氣平臺甲烷氣體擴散模擬及監(jiān)測效果分析[J]. 趙剛,鄭立新,從軍,孟憲龍. 化工設計通訊. 2019(01)
[8]綜掘工作面通風除塵效果的數(shù)值模擬研究[J]. 馬勝利,張恒,晉繼偉,張凱銘. 煤炭技術(shù). 2018(10)
[9]一種礦用泡沫除塵裝置的研究[J]. 金雪琪,陳明健. 裝備制造技術(shù). 2018(08)
[10]基于改變風筒出風口參數(shù)的綜掘工作面風流場優(yōu)化研究[J]. 龔曉燕,秦少妮,張永強,莫金明,張欣怡,夏治新,薛河. 煤礦安全. 2017(12)
博士論文
[1]長大隧道與復雜地下工程施工通風特性及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 曹正卯.西南交通大學 2016
碩士論文
[1]不同室內(nèi)環(huán)境因素對可吸入顆粒物運動特性影響的研究[D]. 杜魏媛.浙江工業(yè)大學 2019
[2]薄煤層掘進工作面氣幕控塵技術(shù)研究[D]. 劉德爽.中國礦業(yè)大學 2017
[3]立式太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)空氣渦輪機葉片的設計及其氣動性能研究[D]. 高彬.青島科技大學 2017
[4]空調(diào)噴水室過濾細顆粒物的數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 姚廣民.華北電力大學 2016
[5]長距離掘巷前壓后抽混合式通風數(shù)值模擬研究[D]. 金波.江西理工大學 2015
[6]高壁溫鐵路隧道獨頭射流通風及噴霧降溫數(shù)值計算研究[D]. 何青青.西南交通大學 2012
[7]木瓜界選煤廠袋式除塵系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化選擇[D]. 關(guān)鍵.遼寧工程技術(shù)大學 2011
[8]煤層干式打鉆孔口除塵裝置研究與設計[D]. 吳代安.安徽理工大學 2010
[9]AlFeVSi耐熱鋁合金噴射沉積工藝分析與研究[D]. 詹孝軍.中南大學 2005
本文編號:3328693
【文章來源】:江西理工大學江西省
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
巷道沿程不同截面的速度變化圖
第二章掘進巷道風速及粉塵測試分析16圖2.4表示巷道沿程不同截面的速度變化圖。從圖中可以得知,在掘進巷道實際的通風情況下,在距離掘進端面5m的范圍內(nèi)存在一個漩渦區(qū),使得距離掘進端面2m處的風速較;并且在風筒位置也存在一個漩渦區(qū);距離掘進端面15m開始,風流受到的擾亂逐漸降低,并在距離掘進端面35m開始巷道風流逐漸變得穩(wěn)定均勻。圖2.5巷道沿程粉塵濃度變化圖圖2.5表示巷道沿程粉塵濃度變化圖。從圖中可以得知,巷道內(nèi)的全塵粉塵濃度大于規(guī)范標準;風筒前方受高速回流的作用,在掘進端面附近存在著一個低粉塵濃度區(qū),使得部分區(qū)域的粉塵被快速帶離掘進面;從掘進面帶離的粉塵在風筒口附近逐漸積聚,粉塵濃度快速上升;在風筒后方巷道風速逐漸變得均勻,粉塵在截面上重新均勻分布,故測點上的沿程粉塵濃度較為平緩。2.5掘進面防塵措施礦井防塵工作一般包括以下幾個方面:將粉塵控制在塵源,防止粉塵進入空氣;將彌漫在空氣的粉塵捕集下來;將不可捕集的粉塵排出至地表。因此,掘進面綜合防塵措施一般包括以下措施,即減塵、阻塵、捕塵、降塵和通風排塵[49]。1、減塵減塵,即通過采取某些防塵措施來減小作業(yè)工序的產(chǎn)塵量,如通過濕法作業(yè)、封閉塵源、負壓作業(yè)等措施,來減少切割、裝礦、運輸?shù)裙ば蛑械姆蹓m揚起,從而達到減塵的目的。減塵措施所需的工序復雜,會影響掘進作業(yè)的進度。2、阻塵阻塵,即采取一些輔助性措施減少粉塵與人體的接觸。如使用各種勞動防護用具(防
理論分析、實驗測量與CFD之間的關(guān)系
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金屬礦山掘進巷道新型通風除塵系統(tǒng)研究與應用[J]. 李剛,王運敏,金龍哲. 中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2019(08)
[2]綜掘工作面壓入式通風粉塵分布規(guī)律實驗[J]. 張俊澤. 礦業(yè)工程研究. 2019(02)
[3]脈沖風機技術(shù)在高大空間防排煙系統(tǒng)中的應用[J]. 張蕾,王勤虎,馮滿,王嶺,馮松,朱季. 安裝. 2019(05)
[4]《工業(yè)通風與防塵》課程教學改革實施效果的探討[J]. 劉雪莉,英培馨,李月芳. 科技視界. 2019(14)
[5]風筒出口至迎頭距離對流場分布的影響[J]. 王春霞,趙忠義. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2019(05)
[6]綜掘工作面長壓短抽通風系統(tǒng)風筒合理位置研究[J]. 王文才,李曉芳,安寧. 煤炭技術(shù). 2019(04)
[7]海洋油氣平臺甲烷氣體擴散模擬及監(jiān)測效果分析[J]. 趙剛,鄭立新,從軍,孟憲龍. 化工設計通訊. 2019(01)
[8]綜掘工作面通風除塵效果的數(shù)值模擬研究[J]. 馬勝利,張恒,晉繼偉,張凱銘. 煤炭技術(shù). 2018(10)
[9]一種礦用泡沫除塵裝置的研究[J]. 金雪琪,陳明健. 裝備制造技術(shù). 2018(08)
[10]基于改變風筒出風口參數(shù)的綜掘工作面風流場優(yōu)化研究[J]. 龔曉燕,秦少妮,張永強,莫金明,張欣怡,夏治新,薛河. 煤礦安全. 2017(12)
博士論文
[1]長大隧道與復雜地下工程施工通風特性及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 曹正卯.西南交通大學 2016
碩士論文
[1]不同室內(nèi)環(huán)境因素對可吸入顆粒物運動特性影響的研究[D]. 杜魏媛.浙江工業(yè)大學 2019
[2]薄煤層掘進工作面氣幕控塵技術(shù)研究[D]. 劉德爽.中國礦業(yè)大學 2017
[3]立式太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)空氣渦輪機葉片的設計及其氣動性能研究[D]. 高彬.青島科技大學 2017
[4]空調(diào)噴水室過濾細顆粒物的數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 姚廣民.華北電力大學 2016
[5]長距離掘巷前壓后抽混合式通風數(shù)值模擬研究[D]. 金波.江西理工大學 2015
[6]高壁溫鐵路隧道獨頭射流通風及噴霧降溫數(shù)值計算研究[D]. 何青青.西南交通大學 2012
[7]木瓜界選煤廠袋式除塵系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化選擇[D]. 關(guān)鍵.遼寧工程技術(shù)大學 2011
[8]煤層干式打鉆孔口除塵裝置研究與設計[D]. 吳代安.安徽理工大學 2010
[9]AlFeVSi耐熱鋁合金噴射沉積工藝分析與研究[D]. 詹孝軍.中南大學 2005
本文編號:3328693
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