综采工作面气幕隔尘数值模拟研究

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作者乔经纬
来源西安科技大学
出版年2017
摘要
随着煤矿开采信息化、机械化和智能化程度的提高,大量的自动化设备被应用到地质条件简单,煤层稳定的煤矿井下生产中,大型机械化采煤设备的普遍使用,带来了更多的产尘量。为了使井下人员有更加健康的作业环境,本文以黄陵二号煤矿416工作面为研究对象,研究了综采工作面气幕隔尘措施的优化参数,通过气幕机形成空气幕阻隔滚筒处粉尘向人员作业区域的扩散,来确保井下作业人员的身体健康和电子设备的良好运行。通过分析粉尘在综采工作面运移的影响因素,得出呼吸性粉尘主要受到工作面风流和滚筒侧横向风流的影响,采煤机处的粉尘浓度主要受到上风侧滚筒的影响,为综采工作面粉尘运移数值模拟研究提供了理论依据。研究了气幕机隔尘理论,得出气幕机的隔尘效果与其出口宽度、出口风速、出口角度等参数关系密切。要保证气幕机的隔尘效果,需要对其出口宽度、速度、角度等参数进行分析,明确了数值模拟研究气幕机隔尘效果的方向。通过Fluent数值模拟计算,得到工作面风流速度对粉尘运移的影响规律,其中采煤机引起的风流变化对粉尘浓度影响较大,确定了在工作面风速适合的情况下,研究气幕隔尘应以采煤机处粉尘浓度为研究对象。对影响气幕机隔尘效果的三个方面进行了数值模拟研究,对比分析得到针对黄陵二号煤矿416综采工作面的气幕机安装参数:安装位置应为气幕机最前端与上风侧滚筒前沿平齐;气幕机出口的宽度应等于0.04m;气幕机出口风速应等于11m/s;气幕机出口风流应向滚筒侧倾斜5°左右。

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