综掘工作面的风幕控尘与喷雾降尘技术应用与研究方法

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作者 张传玖 于海明 +1 位作者 乔欣 程卫民 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期219-226,共8页

针对煤矿巷道综掘工作面粉尘污染严重的问题,探讨了现阶段分别以风幕控尘与喷雾降尘为核心的两大类降尘方式的发展现状及实际应用技术,从理论分析、数值模拟、实验测试、现场应用等多种维度进行研究。总结了风幕控尘实验研究、现场实测... 针对煤矿巷道综掘工作面粉尘污染严重的问题,探讨了现阶段分别以风幕控尘与喷雾降尘为核心的两大类降尘方式的发展现状及实际应用技术,从理论分析、数值模拟、实验测试、现场应用等多种维度进行研究。总结了风幕控尘实验研究、现场实测与模拟仿真的研究方法和喷嘴雾化数值等常用的研究方法。分析了基于欧拉—拉格朗日法的风幕控尘理论和喷雾降尘三相耦合仿真理论。提出了动态掘进过程中风幕控尘稳定性差、粉尘颗粒运移轨迹的计算准确度较低、喷雾相关降尘理论指导性不强等亟待解决的关键性问题,并针对现阶段综掘面风幕控尘与喷雾降尘方法提出相关发展建议。 展开更多

关键词 综掘工作面 风幕控尘 喷雾降尘 雾幕净尘

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掘锚机司机位置气幕防尘性能及影响因素研究

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作者 于永宁 孔文源 +1 位作者 廉志华 郑磊 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第6期80-86,共7页

针对掘锚机司机岗位处粉尘质量浓度高导致其职业健康受到严重威胁的问题,采用数值模拟与实验研究方法,研究司机呼吸带处粉尘质量浓度的分布情况,并研究粉尘质量浓度相关因素的影响规律。研究结果表明:相较于司机位置无气幕隔挡措施,气... 针对掘锚机司机岗位处粉尘质量浓度高导致其职业健康受到严重威胁的问题,采用数值模拟与实验研究方法,研究司机呼吸带处粉尘质量浓度的分布情况,并研究粉尘质量浓度相关因素的影响规律。研究结果表明:相较于司机位置无气幕隔挡措施,气幕装置能够极大地降低掘锚机司机呼吸带的粉尘质量浓度,控尘效率可达87%以上,且控尘效率随着气幕供气参数的增大而逐渐增大,但增速逐渐变缓并趋于稳定,存在1个最佳效能区间或效能值;同时,气幕装置受巷道风速、巷道粉尘质量浓度、粉尘粒径的影响,巷道风速、巷道粉尘质量浓度、粉尘粒径越大防尘效果相对越差;提升气幕的供气量可增强其抗干扰能力,从而提升防尘能力。气幕防尘装置能够有效改善掘锚机司机的作业空气质量,提高司机的职业健康保障水平。研究结果可为掘锚机固定岗位个体防尘装置的设计优化及在煤矿等高粉尘作业环境的推广应用提供参考。 展开更多

关键词 气幕 防尘 掘锚机 司机岗位

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综掘面湍流气室控制-干式净化协同控除尘技术及设备研发

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作者 付伟 宋海洲 +4 位作者 陈小飞 张振国 徐传亮 刘渠 张祥岩 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第4期705-713,共9页

为解决东滩煤矿6307运顺综掘工作面的粉尘污染问题,研发湍流气室控制-干式净化协同控除尘技术,通过数值模拟与单压通风、压抽混合式通风条件进行比较。结果表明:单压通风条件下,呼吸带高度的平均粉尘浓度可达2478.4 mg/m^(3),严重危害... 为解决东滩煤矿6307运顺综掘工作面的粉尘污染问题,研发湍流气室控制-干式净化协同控除尘技术,通过数值模拟与单压通风、压抽混合式通风条件进行比较。结果表明:单压通风条件下,呼吸带高度的平均粉尘浓度可达2478.4 mg/m^(3),严重危害掘进司机的身体健康;压抽混合式通风下,粉尘浓度明显降低,当t=100 s时,1000 mg/m^(3)以上的高浓度粉尘团扩散至距采煤面X=35 m处,最高粉尘浓度可达1254.8 mg/m^(3);应用湍流气室控制-干式净化协同控除尘技术能有效抑制粉尘扩散,将粉尘阻隔在X=0~15 m范围内,利用干式除尘风机进行净化,最终研发了湍流气室控制-干式净化协同控除尘设备。 展开更多

关键词 综掘工作面 粉尘污染 风幕隔尘 干式除尘 设备研发

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煤矿综掘机司机位置气幕隔尘研究

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作者 乔金林 孔文源 +1 位作者 韩文杰 郑磊 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第7期208-214,共7页

为解决煤矿综掘机司机位置的粉尘治理难题,建立上出风式、下出风式、侧出风式3种综掘机司机位置气幕隔尘装置三维模型,采用数值模拟技术,对比验证3种气幕隔尘装置隔尘效果。研究结果表明:相较于综掘机司机位置无防护措施,3种气幕隔尘装... 为解决煤矿综掘机司机位置的粉尘治理难题,建立上出风式、下出风式、侧出风式3种综掘机司机位置气幕隔尘装置三维模型,采用数值模拟技术,对比验证3种气幕隔尘装置隔尘效果。研究结果表明:相较于综掘机司机位置无防护措施,3种气幕隔尘装置均能够降低综掘机司机位置呼吸带高度处的粉尘质量浓度,而侧出风式的气幕隔尘装置防尘效果最佳;侧出风式的气幕隔尘装置隔尘效率随着供气量增大而增大,但增速逐渐趋于平缓,并存在1个最佳效能区间;随着巷道供风量、环境粉尘质量浓度增大,干扰增多,侧出风式的气幕隔尘装置隔尘效果降低;适当增加供气量能提高其抗干扰能力,增加隔尘效率。研究结果可为解决煤矿综掘机司机位置的粉尘治理难题提供参考。 展开更多

关键词 煤矿综掘机 司机位置 气幕隔尘 粉尘治理

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气幕均匀性影响因素及其隔尘效果研究 被引量：1

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作者 王佩 蒋仲安 +1 位作者 陈建武 王慧 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1000-1010,共11页

近年来,空气幕作为一种有效隔绝易于扩散粉尘的装置,被频繁地用于矿山、隧道施工过程中产尘较多的场所,而均匀的气幕会带来更佳的隔尘效果。运用Fluent数值模拟结合相似实验的方法分析了气幕直径和气幕内部风道结构变化对气幕均匀性的影... 近年来,空气幕作为一种有效隔绝易于扩散粉尘的装置,被频繁地用于矿山、隧道施工过程中产尘较多的场所,而均匀的气幕会带来更佳的隔尘效果。运用Fluent数值模拟结合相似实验的方法分析了气幕直径和气幕内部风道结构变化对气幕均匀性的影响,并将设计后可以均匀供风的气幕安装在实际施工隧道模型中模拟分析其隔尘效果。结果表明:直径增加,供风装置内气流轴向惯性力降低,有充足的时间改变流出方向,气幕装置轴向静压更加均匀,形成气幕更加均匀,但直径的变化对气幕均匀性的影响不是线性变化的,即存在一个临界直径使直径继续增加对均匀性的改善效果不明显,并且气幕临近直径的范围会随供风装置长度的增加而增加;在长度1 m、临界直径180 mm的气幕装置基础上,依据风道设计原理安装计算出的弧高为149.9 mm的楔形扇面阻体后,气幕装置内部平均压力梯度从38.4 Pa/m降低到19.3 Pa/m,出口风速均匀度从87.6%提高到93.2%,气幕均匀性显著提升;安装气幕后,隔尘区域内回弹的含尘气流被阻隔,区域内风流变得混乱复杂、涡流增加,粉尘停留时间增加,相对较大的粉尘颗粒有更长的时间沉降。整个隔尘区域粉尘浓度明显升高,气幕隔尘效果显著。 展开更多

关键词 空气幕 职业健康 隔绝粉尘 均匀分布 数值模拟

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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 被引量：1

6

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。 展开更多

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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附壁旋流风幕集尘系统数值模拟与试验研究

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作者 贾宝山 吴钧 +2 位作者 陈鑫 刘雅俊 王震 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2252-2260,共9页

大型设备工作时产生的粉尘浓度过高、粉尘扩散等问题,会影响工作人员的身体健康,甚至可能造成“粉尘爆炸”等安全问题。基于此现状提出了一种新型风幕集尘系统并介绍了其构造及应用。为了使系统的集尘效果更好,采用计算流体力学FLUENT... 大型设备工作时产生的粉尘浓度过高、粉尘扩散等问题,会影响工作人员的身体健康,甚至可能造成“粉尘爆炸”等安全问题。基于此现状提出了一种新型风幕集尘系统并介绍了其构造及应用。为了使系统的集尘效果更好,采用计算流体力学FLUENT软件进行数值模拟分析并对风幕集尘系统的工作参数进行了试验研究,得到最佳的设备工作参数及风幕的集尘效率。结果表明:(1)附壁旋流集尘风幕系统可形成稳定的螺旋风流场,大部分粉尘可以控制在风幕内侧,达到良好的集尘效果;(2)附壁旋流风幕集尘系统的射流腔条缝口的喷射角度对风幕形成效果影响最明显,风幕闭合性会随着射流腔工作角度变化而变化;(3)当射流腔条缝口角度为45°、风幕入口速度为15~25 m/s时,风幕的闭合性最好;(4)风幕的入口速度过大或过小都会使风幕的集尘效果下降;(5)吸尘盘的负压区域与风幕交界处会产生微弱湍流,但对风幕整体闭合性影响较小;(6)模拟与试验结果吻合,验证了新型附壁旋流集尘风幕技术的有效性。 展开更多

关键词 安全工程 空气幕 集尘系统 FLUENT 设备参数 数值模拟

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综掘工作面风幕阻尘效果影响因素研究 被引量：3

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作者 夏丁超 吕品 +1 位作者 杜朋 王金月 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第1期72-79,共8页

目前综掘工作面粉尘污染的研究多集中于单一因素对综掘工作面风幕阻尘效果的影响,而未充分考虑各因素间的交互作用,使得压风分流技术的工程应用效果欠佳。为明确附壁风筒径向出风距离、径向出风比及轴向出风距离对风幕阻尘效果的影响,... 目前综掘工作面粉尘污染的研究多集中于单一因素对综掘工作面风幕阻尘效果的影响,而未充分考虑各因素间的交互作用,使得压风分流技术的工程应用效果欠佳。为明确附壁风筒径向出风距离、径向出风比及轴向出风距离对风幕阻尘效果的影响,以潘三矿810西翼机巷综掘工作面为研究对象,运用Fluent软件对径向出风距离为10~25 m、径向出风比为0.6~0.9及轴向出风距离为6~12 m条件下的风流分布和粉尘扩散情况进行数值模拟。结果表明:(1)随着径向出风距离增大,径向涡流风幕在巷道内的转变更充分,综掘机司机前端的风流分布越均匀,更有利于形成风速方向均指向工作面的轴向阻尘风幕。当径向出风距离为10 m时,距工作面7 m断面内涡流特性明显,风速方向紊乱;当径向出风距离为25 m时,距工作面7 m断面内,风流分布趋于均匀,风速方向均指向工作面,形成了能够覆盖全断面的轴向阻尘风幕。(2)随着径向出风比增大,整流风筒轴向风流风量减小,轴向风流风速和射流强度降低,轴向风流对综掘工作面前端气流的扰动减弱;径向出风比越大,越有利于形成风流方向指向工作面且能覆盖全断面的轴向阻尘流场,即轴向阻尘风幕。(3)径向涡流风幕的阻尘能力随径向出风比的增大先增强后减弱,轴向阻尘风幕的阻尘能力随径向出风比的增大而不断增强。(4)在采取压风分流风幕阻尘技术后,当压风总量为300 m^(3)/min,吸风量为400 m^(3)/min,附壁风筒径向出风距离为20 m,径向出风比为0.9,整流风筒轴向出风距离为8~10 m时,能很好地将粉尘聚集在吸尘口附近,达到高效控尘除尘的目的。在810西翼机巷综掘工作面进行现场测试,测点风速和粉尘质量浓度实测值与模拟值基本一致,高浓度粉尘被有效阻控于工作面前端,隔尘效果较为明显,验证了数值模拟的有效性。 展开更多

关键词 综掘工作面 风幕阻尘 长压短抽 附壁风筒 压风分流 风流分布 粉尘扩散

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综掘工作面气室降尘技术研究 被引量：2

9

作者 张京兆 苏慧冬 +3 位作者 闫振国 马文杰 熊帅 张宸毓 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第1期80-87,共8页

针对掘进巷道中的粉尘控制问题,传统的长压短抽通风降尘技术存在粉尘扩散区域大、风幕降尘技术存在射流孔易堵塞等弊端。以巴拉素煤矿综掘工作面为工程研究背景,建立了掘进作业过程中的粉尘运动数学模型,得出降低综掘工作面粉尘浓度的... 针对掘进巷道中的粉尘控制问题,传统的长压短抽通风降尘技术存在粉尘扩散区域大、风幕降尘技术存在射流孔易堵塞等弊端。以巴拉素煤矿综掘工作面为工程研究背景,建立了掘进作业过程中的粉尘运动数学模型,得出降低综掘工作面粉尘浓度的关键因素是控制掘进巷道风流场扰动范围及减小粉尘颗粒运动时间。以上述关键因素为依据,在风幕降尘的基础上开发了气室降尘技术,通过在正压风筒末端加装风袖,与风幕共同作用将粉尘封闭在气室区域内,再由负压风机抽出,以提高降尘效率。采用Fluent软件对长压短抽通风降尘、风幕降尘和气室降尘进行模拟对比分析,并优化了气室降尘技术参数。模拟结果表明:采用气室降尘技术时,综掘工作面人体呼吸带位置的粉尘浓度为350 mg/m^(3),较采用长压短抽通风降尘时的600 mg/m^(3)和风幕降尘时的480 mg/m^(3)大幅降低;气室降尘最优技术参数为正压风筒出风口距综掘工作面14 m、负压风筒末端直径0.6 m。在巴拉素煤矿2号煤2号回风大巷综掘工作面进行现场试验,结果表明采用气室降尘时,掘进巷道最低粉尘浓度为118 mg/m^(3),低于采用长压短抽通风降尘时的184 mg/m^(3)和风幕降尘时的156 mg/m^(3),且降尘效率较长压短抽通风降尘平均提高54.8%。 展开更多

关键词 综掘工作面 掘进巷道 粉尘防治 气室降尘 长压短抽通风降尘 风幕降尘 风袖 正压风筒

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综掘工作面气幕控尘参数对粉尘污染的影响 被引量：1

10

作者 李昌杰 辛创业 王昊 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第10期160-167,共8页

气幕控尘效果受压抽风及径向分风多要素影响,而现有研究多局限于某单一要素对气幕控尘的影响规律。为掌握气幕控尘参数对综掘工作面粉尘污染的影响,对不同径向分风流量和负压控尘流量条件下的风流场演变和粉尘场扩散开展了数值模拟研究... 气幕控尘效果受压抽风及径向分风多要素影响,而现有研究多局限于某单一要素对气幕控尘的影响规律。为掌握气幕控尘参数对综掘工作面粉尘污染的影响,对不同径向分风流量和负压控尘流量条件下的风流场演变和粉尘场扩散开展了数值模拟研究。结果表明:①径向分风流量主要影响轴向射流场的卷吸效应,负压控尘流量主要影响工作面的抽风负压作用,当径向分风流量与压风总流量比值≥0.8、压风总流量与负压控尘流量比值<1.0时,气幕运移至射流区域时转变为轴向运移,形成厚度≥1.4m的轴向控尘流场。②径向分风流量及负压控尘流量越大,巷道压抽风侧风流流量及风速分布越均匀,粉尘扩散距离越小,掘进机司机处粉尘质量浓度越低。在此基础上,确定了综掘工作面气幕控尘优化参数:径向分风流量为288m/min(径向分风流量与压风总流量比值为0.9),负压控尘流量为426m^(3)/min(压风总流量与负压控尘流量比值为0.75)。经现场实测,应用气幕控尘优化参数后,掘进机司机处降尘率达93.5%,人员作业环境得到明显改善。 展开更多

关键词 综掘工作面 气幕控尘 径向分风 负压控尘 粉尘污染

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综采工作面隔尘空气幕出口角度对隔尘效果的影响 被引量：22

11

作者 刘荣华 李夕兵 +3 位作者 施式亮 王鹏飞 丘汉锋 王维建 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期128-134,共7页

综采工作面隔尘空气幕的出口角度是影响其隔尘效果的关键因素之一。利用Fluent计算流体力学软件,以河北金牛能源股份有限公司葛泉矿1528综采工作面为研究对象,对空气幕不同出口角度下综采工作面气流流场及空气幕两侧呼吸性粉尘浓度分布... 综采工作面隔尘空气幕的出口角度是影响其隔尘效果的关键因素之一。利用Fluent计算流体力学软件,以河北金牛能源股份有限公司葛泉矿1528综采工作面为研究对象,对空气幕不同出口角度下综采工作面气流流场及空气幕两侧呼吸性粉尘浓度分布进行数值模拟,分析空气幕出口角度对其隔尘效果的影响。研究结果表明:适当调整空气幕出口角度,使气幕射流倾斜于产尘区,有利于提高空气幕的隔尘效果;并获得了阻止采煤机滚筒割煤时所产生的粉尘向司机工作区扩散的最佳空气幕出口角度,即出口角度在5°～10°范围,隔尘空气幕的工作效率较高,采煤机司机处的粉尘浓度最低,并通过现场试验对数值分析结果进行了验证。 展开更多

关键词 空气幕 喷口角度 呼吸性粉尘 数值模拟 隔尘效率

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综掘工作面旋流气幕抽吸控尘流场的数值模拟 被引量：69

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作者 程卫民 聂文 +3 位作者 姚玉静 周刚 于岩斌 杨俊磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1342-1348,共7页

针对配有附壁风筒综掘工作面旋流气幕抽吸控尘流场的特点,分别采用k-ε和k-ε-Θ-kp数学模型建立了该流场单相风流流动和气体-粉尘颗粒两相流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用Fluent软件对该流场风流及粉尘的扩散进行了数值... 针对配有附壁风筒综掘工作面旋流气幕抽吸控尘流场的特点,分别采用k-ε和k-ε-Θ-kp数学模型建立了该流场单相风流流动和气体-粉尘颗粒两相流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用Fluent软件对该流场风流及粉尘的扩散进行了数值模拟。模拟结果显示,综掘工作面旋流气幕抽吸控尘系统可在掘进机司机的前方形成基本封闭整个巷道断面的旋流气幕,能有效地将粉尘封闭在掘进头至掘进机司机前方0.5 m的空间内,防止粉尘向其它区域扩散。依据模拟结果和工作面现场的实际条件,设计了由附壁风筒和抽尘净化装置构成的综掘工作面旋流气幕抽吸控尘系统,该系统在综掘工作面应用后,有效地降低了工作面现场各作业地点的粉尘浓度,取得了较好的降尘效果。 展开更多

关键词 综掘工作面 旋流气幕 抽吸控尘 k-ε-Θ-kp数学模型 风流 粉尘

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综采工作面司机处粉尘隔离技术的研究及实践 被引量：33

13

作者 王海桥 施式亮 +1 位作者 刘荣华 刘何清 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期176-180,共5页

根据流体力学中空气射流理论 ,从理论和实验上研究了空气幕隔离综采工作面司机处呼吸性粉尘的原理及其方法 .空气幕在采煤机司机工作区与煤壁间形成了一道“无形透明的屏障” ,阻隔采煤机截煤过程中粉尘向司机处扩散 ,应用于现场效果明... 根据流体力学中空气射流理论 ,从理论和实验上研究了空气幕隔离综采工作面司机处呼吸性粉尘的原理及其方法 .空气幕在采煤机司机工作区与煤壁间形成了一道“无形透明的屏障” ,阻隔采煤机截煤过程中粉尘向司机处扩散 ,应用于现场效果明显 ,平均隔离呼吸性粉尘效率达82 3 4% . 展开更多

关键词 综采工作面 空气幕 隔离 粉尘 隔尘效率

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综采机组隔尘风帘的设计与应用效果研究 被引量：6

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作者 刘何清 王海桥 +3 位作者 施式亮 刘荣华 谢宏 褚秀生 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2000年第5期18-22,共5页

受民用建筑大门空气幕的启发 ,将“洁净空调技术”中的“洁净棚理论”,创新并应用于综采工作面的防尘工程 ,设计了能阻止采煤机在截煤过程中产生的呼吸性粉尘向司机处扩散的隔尘装置——风帘。此革新装置的原理和作用是以形成透明的“... 受民用建筑大门空气幕的启发 ,将“洁净空调技术”中的“洁净棚理论”,创新并应用于综采工作面的防尘工程 ,设计了能阻止采煤机在截煤过程中产生的呼吸性粉尘向司机处扩散的隔尘装置——风帘。此革新装置的原理和作用是以形成透明的“空气幕墙”将采煤司机工作区与采煤机截煤区分隔 ,阻止呼吸性粉尘向司机处扩散。在邢台矿务局葛泉煤矿 132 6综采工作面进行的现场试验表明 :该装置对呼吸性粉尘有较好的隔尘效果 ,平均隔尘效率为 72 %以上。 展开更多

关键词 综采机组 呼吸性粉尘 风帘 隔尘效率 工业卫生 采煤

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全岩机掘面压风空气幕封闭除尘系统的研究与应用 被引量：24

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作者 聂文 程卫民 +3 位作者 于岩斌 谢军 刘伟 曹森 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1165-1170,共6页

分析了掘进工作面压风空气幕的形成机制,并采用k-ε双方程模型建立了单相风流流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用FLUENT软件对全岩机掘面压风口距掘进头不同长度时形成空气幕的状况进行了数值模拟,结果显示,随着压风口距掘... 分析了掘进工作面压风空气幕的形成机制,并采用k-ε双方程模型建立了单相风流流动的数学模型,基于同位网格的SIMPLE算法,利用FLUENT软件对全岩机掘面压风口距掘进头不同长度时形成空气幕的状况进行了数值模拟,结果显示,随着压风口距掘进头长度的增大,压风形成覆盖巷道整个断面空气幕的能力不断增强,压风口距掘进头30 m时,在距掘进头约8.7 m的位置即可形成1.62 Pa的空气幕,是形成压风空气幕的最佳距离。设计了压风空气幕封闭除尘系统,在唐口煤矿南部回风大巷全岩机掘面试验了该系统压风口距掘进头分别为10,20,30和35 m时的除尘效果,数据表明,应用4种方式后,现场的粉尘浓度均有了明显降低,尤其压风口距掘进头30 m时,效果最为明显,全尘和呼尘的降尘率分别高达95.1%和96.1%,这与数值模拟结果一致。 展开更多

关键词 全岩机掘面 压风空气幕 封闭 除尘 k-ε模型

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压抽比及风幕发生器位置对机掘工作面阻尘效果的影响 被引量：16

16

作者 程卫民 王昊 +2 位作者 聂文 周刚 孙彪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1976-1983,共8页

为了掌握压抽比β、风幕发生器与工作面距离L_w对风幕阻尘效果的影响规律,利用Fluent软件数值模拟了β及L_w不同耦合方式下的风流场及粉尘流场运移情况。结果表明,随着β降低、L_w增大,风幕发生器形成的径向旋流风幕逐步转变为轴向阻尘... 为了掌握压抽比β、风幕发生器与工作面距离L_w对风幕阻尘效果的影响规律,利用Fluent软件数值模拟了β及L_w不同耦合方式下的风流场及粉尘流场运移情况。结果表明,随着β降低、L_w增大,风幕发生器形成的径向旋流风幕逐步转变为轴向阻尘风幕,β越大、L_w越大,径向旋流风幕的阻尘能力越弱,粉尘的扩散距离Ld随之增大;β越小、L_w越大,形成的轴向阻尘风幕越稳定,Ld随之降低,且轴向阻尘风幕阻尘能力优于径向旋流风幕。根据数值模拟结果,结合生产实际,确定β为0.75、L_w为20 m是风幕阻尘的最佳通风参数设置,将该参数在回坡底煤矿东五采区胶带巷进行了工程应用,实测风速方向及大小与数值模拟结果相对误差较小,说明数值模拟结果较为准确,工作面内形成了厚约3 m的轴向阻尘风幕,现场高浓度粉尘被阻控在距工作面6 m以内、掘进司机前部巷道空间范围内,阻尘效果明显。 展开更多

关键词 机掘工作面 压抽比 风幕 阻尘效果

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综掘面风幕集尘除尘系统的参数优化与数值模拟 被引量：19

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作者 张建卓 祝天姿 +1 位作者 高猛 李康康 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期128-131,共4页

针对目前井下综掘面粉尘治理难的问题,研制了一种新型风幕集尘除尘系统。其中风幕风机的风速、除尘风筒的结构尺寸及出口压力是影响整个系统集尘除尘效果的决定性因素。为使风幕集尘除尘系统的防治粉尘效果达到最优,通过计算流体力学FLU... 针对目前井下综掘面粉尘治理难的问题,研制了一种新型风幕集尘除尘系统。其中风幕风机的风速、除尘风筒的结构尺寸及出口压力是影响整个系统集尘除尘效果的决定性因素。为使风幕集尘除尘系统的防治粉尘效果达到最优,通过计算流体力学FLUENT软件,分析风幕风机风速、除尘风筒直径及出口压力改变的条件下风机的表面空气流线以及粉尘颗粒轨迹。得到风机风速、除尘风筒的直径及出口压力对整个系统集尘除尘效果影响的规律。结果表明:单方面增加风幕风机的风速或出口压力时,系统的集尘除尘效果在一定范围内可以变好,但是超过一定范围之后,风速的增加或者出口压力的增大反而使系统集尘除尘效果变差;在其他条件不变的情况下,除尘风筒直径越大系统集尘除尘效果越好。 展开更多

关键词 综掘面 风幕风机 除尘风筒 数值模拟 粉尘防治

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旋流风幕扰动硬岩综掘面风-尘流场数值模拟 被引量：12

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作者 聂文 程卫民 +1 位作者 陈连军 徐翠翠 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期120-125,共6页

为有效控制硬岩综掘面产生的高浓度粉尘向有人作业区域扩散,应用Fluent软件,基于欧拉-拉格朗日（Eulerian-Lagrangian）气-尘颗粒两相流动数学模型,通过数值模拟研究旋流风幕扰动硬岩综掘面风-尘流场的变化。结果表明：旋流风幕的扰动... 为有效控制硬岩综掘面产生的高浓度粉尘向有人作业区域扩散,应用Fluent软件,基于欧拉-拉格朗日（Eulerian-Lagrangian）气-尘颗粒两相流动数学模型,通过数值模拟研究旋流风幕扰动硬岩综掘面风-尘流场的变化。结果表明：旋流风幕的扰动使距硬岩综掘面0～15 m区域内的风流场,由紊乱转变为在掘进机司机前方形成均匀压向掘进工作面的风幕,将掘进工作面产尘有效控制在司机前方区域。根据模拟结果,研制新型硬岩综掘面旋流风幕控尘系统。现场试验结果表明：粉尘浓度实测值和模拟值的相对误差小于8.72%,验证了模拟结果的准确性。旋流风幕扰动后,现场有人作业区域的最高粉尘质量浓度降至23.5 mg/m3,平均降尘率高达95.18%。 展开更多

关键词 硬岩综掘面 旋流风幕 风-尘流场 数值模拟 控尘

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综采工作面空气幕隔尘理论研究 被引量：20

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作者 王鹏飞 冯涛 刘荣华 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期146-149,共4页

空气幕隔尘是综采工作面一项新的防尘技术。运用平面射流理论,针对综采工作面空间特点及风流特性,建立空气幕隔尘的数学模型,从理论上就隔尘空气幕两侧粉尘浓度分布和变化规律、空气幕隔尘效率及其与相关参数的关系进行深入研究。结果表... 空气幕隔尘是综采工作面一项新的防尘技术。运用平面射流理论,针对综采工作面空间特点及风流特性,建立空气幕隔尘的数学模型,从理论上就隔尘空气幕两侧粉尘浓度分布和变化规律、空气幕隔尘效率及其与相关参数的关系进行深入研究。结果表明:1)司机侧粉尘浓度朝风流方向按指数规律不断增大,煤壁侧粉尘浓度则朝风流方向按指数规律不断下降,且两侧粉尘浓度变化速度快慢与空气幕射流卷吸风量大小有关,卷吸风量越大,两侧粉尘浓度变化速度越快;2)空气幕射流卷吸风量是影响其隔尘效果主要因素,卷吸风量越小,空气幕隔尘效率越高;3)在确定空气幕出口风速时,为保证其隔尘效率,应根据现场实测,取满足控制呼吸性粉尘所需的最小风速。 展开更多

关键词 矿山安全 综采工作面 空气幕 粉尘分布 隔尘效率

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附壁风筒径向流量比及抽尘距离对综掘工作面隔尘风幕的影响 被引量：11

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作者 王昊 程卫民 +1 位作者 孙彪 于海明 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期3610-3618,共9页

为明确附壁风筒径向流量所占压风总量的比例及抽风筒的抽尘距离对综掘区域隔尘风幕形成及隔尘效果的影响,以蒋庄煤矿3下610综掘工作面为研究对象,运用Ansys CFD软件对附壁风筒径向流量比例为50%~90%、抽尘距离为2~5m条件下的风流运移及... 为明确附壁风筒径向流量所占压风总量的比例及抽风筒的抽尘距离对综掘区域隔尘风幕形成及隔尘效果的影响,以蒋庄煤矿3下610综掘工作面为研究对象,运用Ansys CFD软件对附壁风筒径向流量比例为50%~90%、抽尘距离为2~5m条件下的风流运移及粉尘逸散情况进行数值模拟分析。结果显示,径向流量比例的增加、抽尘距离的降低,有利于在综掘区域形成有效隔尘风幕。针对3下610综掘工作面及与其生产条件相似的其他煤矿综掘工作面,当径向流量比例为80%、抽尘距离为2m以及径向流量比例为90%、抽尘距离为2~3m时,能够形成有效隔尘风幕并将高浓度粉尘阻隔于距迎头7.5m以内的空间范围内。现场实测数据表明,风流运移模拟结果与风流实测结果基本一致、风流流速平均相对误差低于13%,模拟结果较为准确。最优风幕参数条件下,距迎头7m实测断面处,平均总尘浓度降至18.6mg/m3,平均呼尘浓度降至8.1mg/m3,隔尘效果较为明显。 展开更多

关键词 附壁风筒 径向流量比例 抽尘距离 风幕隔尘 数值模拟

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