煤塵是井下生產(chǎn)過程中的主要危害之一,不但威脅了井下作業(yè)場所的安全生產(chǎn),而且嚴重的影響了井下工作人員的身體健康,做好井下工作面的防塵工作,最大限度的降低粉塵濃度是防治粉塵危害的重點。本文對煤礦井下綜掘工作面粉塵的產(chǎn)生機理和運移規(guī)律進行了分析,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了風幕隔塵集塵裝置,并分析了風幕裝置的設(shè)計原則和工作原理。為了研究風幕隔塵集塵裝置在綜掘工作面的粉塵防治效果,運用FLUENT數(shù)值模擬軟件研究了風流和粉塵的運動規(guī)律。通過風幕隔塵集塵系統(tǒng)與井下常用的長壓短抽式通風除塵系統(tǒng)進行模擬比較,得出該系統(tǒng)對粉塵濃度控制的效果更佳。除此之外,為了研究風幕隔塵集塵系統(tǒng)的最優(yōu)參數(shù),在風筒直徑和空氣幕尺寸不變的情況下,分別改變壓入風筒的入口風速和抽出風筒的出口負壓,分析風流流場、粉塵運動軌跡和濃度變化規(guī)律。模擬結(jié)果顯示:保持抽出式風筒負壓大小不變增大壓入式風筒入口風速,或者保持壓入式風筒的入口速度大小不變增大抽出式風筒的出口負壓的情況下,在一定的范圍內(nèi)可以使得空氣幕隔塵集塵系統(tǒng)的除塵效果變得更好,有效的控制粉塵向司機一次運動,但是如果超過了一定的范圍后,不但不能有效的控制粉塵,反而會使粉塵向司機側(cè)的巷道擴... 

【文章來源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 空氣幕的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)風幕防塵技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外風幕防塵技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 綜掘工作面粉塵的產(chǎn)生和運移規(guī)律
    2.1 煤礦粉塵的基本性質(zhì)
        2.1.1 粉塵的分類
        2.1.2 粉塵的物理化學(xué)性質(zhì)
        2.1.3 粉塵的分散度
    2.2 綜掘工作面粉塵的來源及產(chǎn)生機理
    2.3 塵粒在巷道中的運動規(guī)律
        2.3.1 塵粒在水平方向的運動
        2.3.2 塵粒在靜止空氣中的沉降
        2.3.3 塵粒的在巷道中的擴散作用
        2.3.4 潞安集團漳村礦礦井綜掘工作面粉塵的沿程分布
    2.4 本章小結(jié)
3 綜掘工作面風幕隔塵集塵原理
    3.1 風幕隔塵集塵原理
    3.2 風幕隔塵集塵裝置特點和設(shè)計原則
    3.3 風幕隔塵集塵系統(tǒng)的射流流場分析
        3.3.1 射流的分類
        3.3.2 平面紊動射流的特征
        3.3.3 平面紊動射流的運動分析
    3.4 本章小結(jié)
4 數(shù)值模擬的基本理論方法
    4.1 計算流體力學(xué)簡介
    4.2 基本控制方程
        4.2.1 連續(xù)性方程
        4.2.2 運動方程
        4.2.3 能量守恒方程
    4.3 湍流的模擬方法
    4.4 計算流體力學(xué)的求解過程
    4.5 FLUENT軟件介紹
        4.5.1 FLUENT的主要特點
        4.5.2 FLUENT的求解步驟
    4.6 本章小結(jié)
5 綜掘工作面風幕隔塵集塵系統(tǒng)的數(shù)值模擬及分析
    5.1 風流和粉塵的離散相數(shù)學(xué)模型
        5.1.1 風流流場數(shù)學(xué)模型的基本假設(shè)
        5.1.2 離散相數(shù)學(xué)模型
    5.2 幾何模型及網(wǎng)格劃分
    5.3 模擬參數(shù)及邊界條件設(shè)置
        5.3.1 風流流場模擬參數(shù)及邊界條件設(shè)置
        5.3.2 離散相模型參數(shù)設(shè)置
    5.4 風幕隔塵集塵系統(tǒng)的數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        5.4.1 風流流場的模擬結(jié)果分析
        5.4.2 粉塵流體的模擬結(jié)果分析
    5.5 普通長壓短抽式通風除塵的模擬分析
    5.6 系統(tǒng)優(yōu)化的數(shù)值模擬的分析
        5.6.1 抽風負壓不變時模擬結(jié)果分析
        5.6.2 壓風風速不變時模擬結(jié)果分析
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]數(shù)學(xué)擬合方法在掘進工作面粉塵濃度研究中的應(yīng)用[J]. 魯忠良,徐亞輝,王洪麗.  數(shù)學(xué)的實踐與認識. 2014(18)
[2]泡沫降塵在漳村礦掘進工作面應(yīng)用的研究[J]. 劉寶毅,魯忠良.  科技信息. 2014(09)
[3]基于CFD技術(shù)的礦用空氣幕流體特性研究[J]. 王海寧,張昭明.  礦山機械. 2013(03)
[4]礦用空氣幕研究現(xiàn)狀及展望[J]. 劉杰,楊勝強,郭記偉,劉壘.  煤礦安全. 2013(02)
[5]基于Matlab曲線擬合的兩帶高度計算公式優(yōu)化[J]. 李勝,李軍文,程曈,高宏,朱小強.  科技導(dǎo)報. 2013(03)
[6]礦井空氣幕隔斷巷道風流影響因素分析及實驗[J]. 蔣仲安,羅曄,牛偉.  采礦與安全工程學(xué)報. 2013(01)
[7]煤礦井下自動噴霧降塵系統(tǒng)設(shè)計[J]. 汪海華.  中州煤炭. 2012(10)
[8]全巖機掘面壓風空氣幕封閉除塵系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J]. 聶文,程衛(wèi)民,于巖斌,謝軍,劉偉,曹森.  煤炭學(xué)報. 2012(07)
[9]煤礦自動噴霧降塵裝置的設(shè)計及應(yīng)用[J]. 李斌.  科技風. 2011(22)
[10]綜掘面風幕集塵除塵系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化與數(shù)值模擬[J]. 張建卓,祝天姿,高猛,李康康.  中國安全科學(xué)學(xué)報. 2011(04)

博士論文
[1]綜采工作面隔塵理論及應(yīng)用研究[D]. 劉榮華.中南大學(xué) 2010
[2]礦用空氣幕理論及其應(yīng)用研究[D]. 王海寧.中南大學(xué) 2005

碩士論文
[1]礦用空氣幕特性研究及優(yōu)化設(shè)計[D]. 張昭明.江西理工大學(xué) 2013
[2]綜掘工作面高壓氣幕隔塵技術(shù)的研究[D]. 賈進彪.山東科技大學(xué) 2011
[3]基于FLUENT的硐室采場粉塵濃度分布規(guī)律模研究[D]. 李鋒.青島理工大學(xué) 2010
[4]機掘工作面旋流通風數(shù)值模擬及實驗研究[D]. 符建文.湖南科技大學(xué) 2008



本文編號：3334872