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高瓦斯煤矿模块化分风控尘方法及其排瓦斯规律分析
1
作者
于海明
叶宇希
+4 位作者
程卫民
杨先航
解森
程煜
董慧
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期970-980,共11页
随着煤矿机械化水平的不断提高,粉尘污染问题日益严峻,对矿工职业健康和矿井安全生产构成了严重威胁。为此,提出了一种模块化、轻量化的风幕生成器,形成了综掘工作面模块化分风控尘技术,并采用理论分析、数值模拟与现场实验相结合的方法...
随着煤矿机械化水平的不断提高,粉尘污染问题日益严峻,对矿工职业健康和矿井安全生产构成了严重威胁。为此,提出了一种模块化、轻量化的风幕生成器,形成了综掘工作面模块化分风控尘技术,并采用理论分析、数值模拟与现场实验相结合的方法,对综掘工作面风流-粉尘-瓦斯耦合扩散规律进行了模拟研究,得到了轴向压风口与掘进工作面距离对粉尘和瓦斯扩散的影响规律。模拟结果表明:不同轴向压风口与掘进工作面的距离对风流场结构及粉尘扩散结果影响较大,当距离小于12m时风流未形成螺旋风直接流向掘进工作面,对粉尘控制效果弱,呼吸道高度粉尘质量浓度较高;当距离为12~18m时巷道内逐渐形成螺旋状风流,在距掘进工作面5~8m形成了方向指向前方的控尘风幕,呼吸道高度粉尘质量浓度在距离掘进工作面6m后方区域低于20mg/m^(3),而此时巷道中部出现“漏尘”现象,质量浓度接近0mg/m^(3)的粉尘扩散距离增加。不同轴向压风口与掘进工作面的距离下巷道瓦斯体积分数基本保持在安全水平内,但当距离为7m及15m时,巷道内部分区域瓦斯体积分数升高至0.81%以上。经现场验证,模拟结果相对误差最高为11.09%,通过相似模拟实验发现应用模块化分风技术后,粉尘扩散距离显著降低,高质量浓度粉尘区被控制在距掘进工作面6.24m范围内,与模拟结果相比相对误差低于7.37%,为高瓦斯环境中的综掘工作面粉尘和瓦斯防治工作提供新的理论方法与技术支撑。
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关键词
综掘工作面
模块化分风技术
风幕控尘
粉尘污染
瓦斯排放
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职称材料
硐室车辆尾气污染物扩散特性研究
被引量：
3
2
作者
张宏
张金贵
+5 位作者
马亮
暴海英
陈照杰
张伟
叶宇希
赵俊伟
《煤炭工程》
北大核心
2022年第9期117-123,共7页
为解决煤矿井下硐室内怠速状态下车辆排放的尾气严重威胁矿工职业健康的问题,以红柳林公司25211工作面硐室及WC19R(A)型胶轮车为研究对象,基于欧拉方法构建了组分输送模型,模拟分析了不同巷道风速影响下硐室内NO、NO_(2)、CO尾气的扩散...
为解决煤矿井下硐室内怠速状态下车辆排放的尾气严重威胁矿工职业健康的问题,以红柳林公司25211工作面硐室及WC19R(A)型胶轮车为研究对象,基于欧拉方法构建了组分输送模型,模拟分析了不同巷道风速影响下硐室内NO、NO_(2)、CO尾气的扩散特性。结果表明:当风速超过1.0m/s时,因巷道风速的增加,尾气受到硐室内横向涡流影响增强,向硐室口扩散现象逐渐显著;气体在扩散的过程中遵循菲克定律,两侧尾气浓度分别在距硐室口9.0m和1.0m左右达到峰值,同时获得了三种气体的拟合函数关系。经现场验证,模拟结果与现场检测结果误差小于23.7%。
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关键词
煤矿硐室
车辆尾气
数值仿真
进风风速
扩散机制
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职称材料
综掘面外喷雾三相耦合降尘规律分析
3
作者
于海明
王培贝
+1 位作者
叶宇希
程卫民
《煤炭科学技术》
2025年第S1期201-213,共13页
由于矿井掘进技术逐渐实现机械化、智能化,导致综掘面的粉尘污染问题愈发严重。为了研究综掘面外喷雾系统在不同排布方式下的降尘规律,基于气相(风流)-固相(粉尘)-液相(雾滴)三相耦合方法,对不同喷嘴排布方案下雾滴与粉尘扩散规律进行...
由于矿井掘进技术逐渐实现机械化、智能化,导致综掘面的粉尘污染问题愈发严重。为了研究综掘面外喷雾系统在不同排布方式下的降尘规律,基于气相(风流)-固相(粉尘)-液相(雾滴)三相耦合方法,对不同喷嘴排布方案下雾滴与粉尘扩散规律进行模拟分析。模拟结果表明:在不改变喷雾压力的前提下,随着喷嘴数量的增加,截割头周围的风流受雾滴的影响加剧,但巷道整体风流场结构受雾滴的影响较小。巷道压风侧雾滴在巷道顶板区域聚集,抽风侧因轴向和径向风流的碰撞作用而使雾滴集中在截割面区域与抽风口间,雾滴粒径在风幕区域明显减小;巷道截割面粉尘质量浓度分布受喷嘴布置方案影响较大,随着喷雾数量增加,巷道截割面顶部和压风侧区域的粉尘聚集现象逐渐减弱,雾滴对粉尘控制作用逐渐增强,巷道呼吸道高度粉尘质量浓度在6~8个喷嘴时粉尘污染情况得到有效控制;当喷嘴布置方案在6个喷嘴以下时,雾滴对截割面覆盖效果不足,粉尘控制效果较差,呼吸道高度雾滴质量浓度较小,当喷嘴布置方案达到6个喷嘴时,巷道呼吸道高度粉尘污染控制效果不足。当喷嘴排布方案为7个喷嘴时,巷道整体雾滴覆盖效果最佳,巷道抽风侧区域截割面最高粉尘质量浓度为38.5 mg/m^(3),沿程粉尘质量浓度均低于20.0 mg/m^(3),呼吸道高度粉尘质量浓度低于15.0 mg/m^(3),雾滴对巷道整体覆盖效果最佳,大幅的降低了巷道的粉尘污染,为综掘面外喷雾系统的优化设计提供理论依据。
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关键词
综掘工作面
外喷雾
粉尘污染
喷雾降尘
喷嘴排布
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职称材料
题名
高瓦斯煤矿模块化分风控尘方法及其排瓦斯规律分析
1
作者
于海明
叶宇希
程卫民
杨先航
解森
程煜
董慧
机构
山东科技大学安全与环境工程学院
山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地
出处
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期970-980,共11页
基金
国家自然科学基金重点资助项目(51934004)
横向资助项目(技术研究院HT[2022]16)。
文摘
随着煤矿机械化水平的不断提高,粉尘污染问题日益严峻,对矿工职业健康和矿井安全生产构成了严重威胁。为此,提出了一种模块化、轻量化的风幕生成器,形成了综掘工作面模块化分风控尘技术,并采用理论分析、数值模拟与现场实验相结合的方法,对综掘工作面风流-粉尘-瓦斯耦合扩散规律进行了模拟研究,得到了轴向压风口与掘进工作面距离对粉尘和瓦斯扩散的影响规律。模拟结果表明:不同轴向压风口与掘进工作面的距离对风流场结构及粉尘扩散结果影响较大,当距离小于12m时风流未形成螺旋风直接流向掘进工作面,对粉尘控制效果弱,呼吸道高度粉尘质量浓度较高;当距离为12~18m时巷道内逐渐形成螺旋状风流,在距掘进工作面5~8m形成了方向指向前方的控尘风幕,呼吸道高度粉尘质量浓度在距离掘进工作面6m后方区域低于20mg/m^(3),而此时巷道中部出现“漏尘”现象,质量浓度接近0mg/m^(3)的粉尘扩散距离增加。不同轴向压风口与掘进工作面的距离下巷道瓦斯体积分数基本保持在安全水平内,但当距离为7m及15m时,巷道内部分区域瓦斯体积分数升高至0.81%以上。经现场验证,模拟结果相对误差最高为11.09%,通过相似模拟实验发现应用模块化分风技术后,粉尘扩散距离显著降低,高质量浓度粉尘区被控制在距掘进工作面6.24m范围内,与模拟结果相比相对误差低于7.37%,为高瓦斯环境中的综掘工作面粉尘和瓦斯防治工作提供新的理论方法与技术支撑。
关键词
综掘工作面
模块化分风技术
风幕控尘
粉尘污染
瓦斯排放
Keywords
comprehensive excavation working face
modular air distribution technology
wind curtain dust control
dust pollution
gas migration
分类号
TD714 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
硐室车辆尾气污染物扩散特性研究
被引量：
3
2
作者
张宏
张金贵
马亮
暴海英
陈照杰
张伟
叶宇希
赵俊伟
机构
陕煤集团神木红柳林矿业有限公司
中国矿业大学(北京)
神木市能源局
安徽理工大学
山东科技大学安全与环境工程学院
出处
《煤炭工程》
北大核心
2022年第9期117-123,共7页
文摘
为解决煤矿井下硐室内怠速状态下车辆排放的尾气严重威胁矿工职业健康的问题,以红柳林公司25211工作面硐室及WC19R(A)型胶轮车为研究对象,基于欧拉方法构建了组分输送模型,模拟分析了不同巷道风速影响下硐室内NO、NO_(2)、CO尾气的扩散特性。结果表明:当风速超过1.0m/s时,因巷道风速的增加,尾气受到硐室内横向涡流影响增强,向硐室口扩散现象逐渐显著;气体在扩散的过程中遵循菲克定律,两侧尾气浓度分别在距硐室口9.0m和1.0m左右达到峰值,同时获得了三种气体的拟合函数关系。经现场验证,模拟结果与现场检测结果误差小于23.7%。
关键词
煤矿硐室
车辆尾气
数值仿真
进风风速
扩散机制
Keywords
coal mine chamber
vehicle tail gas
numerical simulation
inlet wind speed
diffusion mechanism
分类号
TD714 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
综掘面外喷雾三相耦合降尘规律分析
3
作者
于海明
王培贝
叶宇希
程卫民
机构
山东科技大学安全与环境工程学院
出处
《煤炭科学技术》
2025年第S1期201-213,共13页
基金
山东省自然科学基金资助项目(ZR2021QE114)。
文摘
由于矿井掘进技术逐渐实现机械化、智能化,导致综掘面的粉尘污染问题愈发严重。为了研究综掘面外喷雾系统在不同排布方式下的降尘规律,基于气相(风流)-固相(粉尘)-液相(雾滴)三相耦合方法,对不同喷嘴排布方案下雾滴与粉尘扩散规律进行模拟分析。模拟结果表明:在不改变喷雾压力的前提下,随着喷嘴数量的增加,截割头周围的风流受雾滴的影响加剧,但巷道整体风流场结构受雾滴的影响较小。巷道压风侧雾滴在巷道顶板区域聚集,抽风侧因轴向和径向风流的碰撞作用而使雾滴集中在截割面区域与抽风口间,雾滴粒径在风幕区域明显减小;巷道截割面粉尘质量浓度分布受喷嘴布置方案影响较大,随着喷雾数量增加,巷道截割面顶部和压风侧区域的粉尘聚集现象逐渐减弱,雾滴对粉尘控制作用逐渐增强,巷道呼吸道高度粉尘质量浓度在6~8个喷嘴时粉尘污染情况得到有效控制;当喷嘴布置方案在6个喷嘴以下时,雾滴对截割面覆盖效果不足,粉尘控制效果较差,呼吸道高度雾滴质量浓度较小,当喷嘴布置方案达到6个喷嘴时,巷道呼吸道高度粉尘污染控制效果不足。当喷嘴排布方案为7个喷嘴时,巷道整体雾滴覆盖效果最佳,巷道抽风侧区域截割面最高粉尘质量浓度为38.5 mg/m^(3),沿程粉尘质量浓度均低于20.0 mg/m^(3),呼吸道高度粉尘质量浓度低于15.0 mg/m^(3),雾滴对巷道整体覆盖效果最佳,大幅的降低了巷道的粉尘污染,为综掘面外喷雾系统的优化设计提供理论依据。
关键词
综掘工作面
外喷雾
粉尘污染
喷雾降尘
喷嘴排布
Keywords
comprehensive excavation face
outside spray
dust pollution
spray dust
nozzle arrangement
分类号
TD714 [矿业工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高瓦斯煤矿模块化分风控尘方法及其排瓦斯规律分析
于海明
叶宇希
程卫民
杨先航
解森
程煜
董慧
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
硐室车辆尾气污染物扩散特性研究
张宏
张金贵
马亮
暴海英
陈照杰
张伟
叶宇希
赵俊伟
《煤炭工程》
北大核心
2022
3
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职称材料
3
综掘面外喷雾三相耦合降尘规律分析
于海明
王培贝
叶宇希
程卫民
《煤炭科学技术》
2025
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