独头巷道局部通风数值模拟研究

独头巷道掘进工作面是矿山的主要工作面之一,矿尘浓度大是其工作面环境质量差的主要原因．局部通风是解决独头巷道掘进工作面的主要通风手段,因此,独头巷道掘进工作面局部通风质量的好坏将直接影响矿山的生产效益和职工的安全健康．文中通过利用Fluent软件对独头巷道局部通风时风筒出口距工作面不同距离的风流特性进行模拟研究．数值模拟结果表明,独头巷道掘进工作面采用压入式局部通风时,风流的独头巷道中存在效射程．因此,为了保障有效通风,应控制好风筒出口距掘措工作面的距离不应大干凤．浠．的有祷射程     

高温金属矿井巷道掘进中组合压冷风筒布位对降温效果的影响

为量化研究高温掘进巷道在双压入抽压混合通风中设备布置对降温效果的影响规律,利用Fluent计算流体力学(CFD)软件对掘进巷道通风降温进行数值模拟.首先,建立双压入混合通风三维模型,利用Fluent软件对模型进行边界条件及求解器参数设置;其次,设置3组压入风筒2不同布置位置的对比试验进行数值模拟;最后,分析双压入抽压混...     

某高温矿山独头巷道通风技术

针对某硫铁矿独头巷道通风最困难时期进行通风计算、设备选型,采用混合式通风,合理选取风筒、压入式局扇、抽出式局扇,设置风门,冬季施工等措施,有效改善了井下气候,从而为长达600 m的独头巷道的施工提供了基本保障。     

某金矿掘进工作面粉尘浓度分布及影响因素分析

金属非金属地下矿山掘进巷道钻孔、爆破、铲装等作业工序产生大量岩尘，导致井巷空间粉尘浓度高，危害职工健康和影响作业环境。以某金矿掘进巷道为研究对象，建立掘进巷道压入式通风模型，依据气固两相流理论，结合现场测定数据，利用Fluent软件分析风筒布不同布置条件下除尘效果，得出巷道内粉尘运移规律和风速分布情况。研究发现：风机压入风流在掌子面附近形成涡流，携带粉尘在掌子面附近涡旋，不利于粉尘的排出，风筒布出口距掌子面7～8 m风流逐渐稳定流向回风巷；当风筒布出口距掌子面8 m,高度为1.5 m时，巷道内粉尘排出较快，除尘效果最为理想。研究结果对指导掘进工作面粉尘防治具有一定的指导意义。     

基于ANP的高海拔矿山掘进工作面通风方式优选

为取得更好的掘进工作面通风效果,根据高海拔金属矿山特殊环境需求,基于网络层次分析法(ANP),从安全效益、经济效益和技术效益3个方面,确立11个评价指标,建立了独头巷道掘进工作面通风效果评价指标的网络结构。然后利用超级决策软件解决复杂的计算问题,得到"长压短抽"、"长抽短压"和"长抽长压"3种掘进工作面通风方法的综合权重和各个评价指标的全局权重,从而选出最优通风方式。将该评价体系应用于云南省海拔3 400 m的某金属矿山,结果表明:"长压短抽"通风方式综合权重为46.16%,通风效果最佳;"供氧效果"为最重要评价指标,全局权重为20.08%,在选择高海拔矿山掘进工作面通风方式时应重点考虑其通风供氧效果。该评价体系所得结论符合高海拔矿山通风实际,并指出影响矿山通风效果的主要因素,对金属矿山制定最佳通风方式具有指导意义。     

独头巷道掘进通风所需风量探讨

一、压入式通风爆破后排烟所需风量计算独头巷道供风量的计算问题,国内外已有一些研究.五十年代初,沃洛宁根据紊流扩散和紊流变形理论,在假定炮烟抛出带长度等于风筒末端距工作面距离的条件下,导出了压入式排烟通风的风量计算公式如下:     

矿井高温掘进巷道降温技术研究及应用

矿井高温影响作业人员健康、降低劳动效率、损坏作业器械。该文分析了矿井掘进时的热源及热害,并对现有的掘进面降温技术原理、适用环境、需解决的关键问题进行分析。非机械降温技术适用于浅层矿井降温; 隔热、个体防护等降温技术在深部高温矿井有较好的应用前景; 在矿井空调降温技术中,水制冷、制冰制冷等降温技术在未来会有更广泛的应用,以地热、热涌水、电站余热等为制冷动力的节能减排制冷空调技术是矿井降温技术研究主要的趋势。针对某硫铁矿的高温掘进问题,采用矿井空压式制冷空调系统和双层隔热风筒,及时排除掘进面的地热水,使得掘进作业区风流最高温度（干球）由34.7 ℃降至26 ℃。      

配备辅助通风的高温矿井采掘区温度分布数值模拟

巷道高温是制约深部开采的一个重要因素。为了更好地发挥辅助通风设施的作用,提高短距离高温矿井的通风降温效果,采用数值模拟方法研究辅助通风设施对巷道降温效果。通过建立数值模型,设置有无辅助通风设施、不同辅助通风设施长度、不同辅助通风设施与墙壁之间的距离以及不同进气道风速等条件,分析掘进巷道的冷却情况。结果表明:无辅助通风设施的巷道仅靠增加进气道风速无法获得显著的冷却效果;在增加辅助通风设施的情况下,随着辅助通风设施长度的增加,掘进巷道的冷却效果越来越好,当辅助通风设施长度增加到一定程度后通风降温效果开始下降;增加辅助通风设施与墙壁之间的距离可显著提高通风降温效果;在辅助通风设施长度和辅助通风设施与墙壁之间距离固定的前提下,增加进气道风速可改善冷却效果,但随着风速增加,冷却效果改善越来越不明显。     

局部制冷降温技术在三山岛金矿深部巷道掘进中的应用

针对三山岛金矿深部-1140 m水平巷道掘进通风不畅导致的高温热害现象,结合井下生产情况,充分利用现有条件,通过计算局部制冷降温系统所需冷负荷,并综合考虑制冷机组、散热装置相对位置(井下-1140 m水平)及冷凝热排放途径(水仓低温涌水)等,设计出适合于井下-1140 m水平生产、通风条件的井下集中式制冷降温,井下水仓涌水排放冷凝热的人工制冷降温方案并进行了试运行。试运行期间,周围环境温度降至32℃左右,作业环境温度得到明显改善。局部制冷降温技术为矿山深部开采集中式制冷降温系统的远景规划提供了工程经验,也为类似工程提供了参考。     

建立风库解决长距离巷道掘进通风问题的应用研究

在传统的短距离巷道掘进过程中,通风方式是往往采用压入式通风,但针对长距离巷道掘进过程而言,压风机的功率、风筒的严密性往往不能满足现场实际要求,进而不能取得良好的通风效果。基于笔者的学习和实践经验,本文着重分析了长距离巷道掘进过程中的风库接力通风技术,以压入式通风为例,建立了通风风库来实现对通风压力的接力。实践表明:使用通风风库技术可以明显提升矿井的风量传递效率、减少了传统风机串联过程中的能量损失,对工程实践具有一定的指导意义。     

软破介质中巷道掘进方法及其稳定性分析

针对新城金矿软破介质下残矿回采巷道掘进难题,提出了一种跷跷板式支护造顶的残矿回采及巷道掘进方法,采用木立柱对工作面进行超前支护,并形成类似"跷跷板"的人工假顶受力结构,有效阻挡矿岩垮落。该巷道掘进方法具有结构简单,支护成本低,回采作业安全等优点。为进一步验证该残矿回采方法的安全性,运用弹性力学相关原理计算得到巷道顶板的最大下沉量为4.8 mm,说明该支护方式完全可以满足工程要求,是安全可行的。利用ANSYS数值模拟软件研究了残矿回采巷道断面宽度分别为1.6 m、1.8 m、2.0 m和2.2 m,高度分别为1.6 m、2.0 m、2.2 m和2.4 m情况下巷道两帮水平位移及顶板位移。结果表明:宽度为1.6~2.0 m,高度为1.6~2.0 m时的残矿回采巷道是稳定的。研究成果有力地保障了新城金矿软破介质中巷道掘进的安全。     

金属矿山掘进工作面有限空间附壁射流技术应用研究

掘进工作面局部通风机压入式通风实际上是有限空间附壁射流,该技术已在各类金属矿山工程实践中得到广泛应用。以平泉小寺沟矿业有限公司铜钼矿615 m中段为工程背景,利用CFD技术对掘进工作面有限空间附壁射流流场进行模拟,根据流场模拟结果对现有有限空间附壁射流流场结构理论进行分析,将参数模拟计算结果与经验公式计算结果进行对比验证。研究表明,模拟结果与流场结构、经验公式计算结果一致,现有经验计算公式可以满足掘进工作面有限空间附壁射流通风计算的要求。同时,压入式通风风筒口与工作面距离不超过10 m的规程要求满足通风安全需要。     

资讯

<正>金川集团破解井下通风除尘技术难题由金川集团矿山工程分公司与辽宁工程技术大学联合开展的"金川矿区深部开拓工程通风降温除尘技术研究"近日取得了实质性成果,矿区井下通风和降温除尘难题得到破解。金川矿区目前的开拓工程密集、返修作业频繁,造成风流紊乱和污风串联。由于较长掘进距离的独头巷道本身不能形成贯穿风流,导致掘进过程中产生的各种有毒有害气体聚集     

长距离独头巷道通风的改进

用密闭硐室串联风机,采用两抽一压混合式通风较好地解决了长距离独头巷道通风难题,有效地排除了工作面炮烟,降低了粉尘浓度,获得了满意的效果。     

基于PMV的矿井独头巷道通风效果分析

矿井独头巷道内高温环境日益严重,根据传热学和流体力学理论,应用F luent软件对某深井独头巷道内的通风风流速度场、温度场进行模拟,并利用预测平均热感觉指标PMV对通风效果进行评价.结果表明:独头巷道通风风流结构分为射流区、回流区及涡流区,其中涡流区流速最小,换气效率最差;利用M atlab进行计算,得出PMV值范围为0.7~1.7,热感觉评价等级为稍暖,该结果与实际情况吻合.PMV值受巷道内空气温度、速度影响较大,在巷道中间高度位置(y=1.5 m)处,由于涡流的存在,风速较小,换气效率差,空气温度高,导致PMV偏大,因此,提高矿工热舒适性首先要考虑控制好巷道内空气温度及流速.     

掘进工作面通风除尘的试验研究

巷道掘进过程中通风是必不可少的,而通风参数对掘进工作面除尘效果的影响至关重要。为了研究通风参数对除尘效果的影响,首先标定出模型试验风机不同的风量,并对风量、距离工作面的长度、通风时间进行正交试验设计,然后分别实施凿岩、爆破的通风除尘试验,得到试验结果再进行方差分析和计算。通过分析和计算通风除尘试验结果得出方差分析表,确定影响凿岩通风除尘参数的风量是显著性影响因素,风筒距掘进工作面的距离是特别显著性影响因素;爆破后通风除尘参数的风量是显著性影响因素。最后得出实际工作面通风除尘参数的最佳方案。     

探讨破碎松软地层矿山巷道掘进施工工艺

矿山巷道掘进过程中经常会碰到破碎松软地层,从而拖延了矿山巷道的掘进速率。因此,本文探讨破碎松软地层矿山巷道掘进施工工艺。我们的传统掘进方法主要为钻眼爆破掘进,对爆破后的矿山巷道进行支护,支护形式主要为锚喷和料石发碹。但在掘进中碰到破碎松软地层,采用爆破掘进风险较大,极易造成冒顶事故。因此采用悬臂式掘进机配合锚杆钻机掘进施工,可以有效增加掘进速率和安全性。分析实验结果:传统方法1采用人工打风镐对矿山巷道进行掘进,其掘进速率最高为1.86m/d,传统方法2中采用钻眼爆破掘进施工法对矿山巷道进行掘进,其掘进速率最高为1.48m/d,本文研究的悬臂式掘进机配合锚杆钻机掘进,经试验验证巷道掘进速率最高为2.12 m/d,因此,破碎松软地层巷道掘进采用悬臂式掘进机配合锚杆钻机掘进施工工艺效果更好。     

采准大断面炮眼设计爆破试验效果分析

针对梅山铁矿井下分段高度增大以及大斗容出矿设备的使用,采矿巷道断面也需要随之增大(由原来的5.5 m×4.1 m、1/5B增大至6.0 m×4.1 m、1/5B),原炮孔设计方案已不能适应大断面巷道爆破,为此进行了相关试验。通过试验效果分析,得出在掘进过程中应采用正确的掘进顺序以减少穿孔现象的发生,且在后续生产中还可进一步探究大直径空孔在掘进爆破中的应用。     

矿山地热防控与利用研究进展

从矿山地热致灾形式、热害控制技术、热能利用方法3个方面,对相关文献进行归纳,总结已有研究成果。结果表明,矿山地热的致灾形式有加剧煤岩体性质劣化、诱发支护结构失效和导致高温高湿环境三类,具体包括加剧围岩变形破坏、诱发吸附瓦斯溢出、降低锚杆锚固强度、加剧锚护材料腐蚀、损害工人身心健康、降低工人工作效率和增加机械设备故障率七方面。热害控制技术有非人工降温技术和人工降温技术两种,其中非人工降温技术分为热源控制技术、热湿环境调控技术和个体防护技术3类;根据制冷工质不同,可以将人工制冷降温系统分成气冷式、冰冷式和水冷式3大类,包括压缩空气制冷降温、冰制冷降温、地面集中制冷降温、地面排热井下集中降温、回风排热井下集中降温、地面热电联产制冷降温和热害资源化利用等制冷系统。通过提取矿井水和矿井回风中的余热用于矿区井口防冻、洗浴供暖和建筑物供暖,是目前矿山地热利用的主要方法。而直接提取巷道围岩热能的同时实现矿井降温是近年来的研究热点,也是矿山地热直接利用的关键;将地埋管换热器布置在采空区充填材料或巷道围岩内提取围岩热能、实现矿区多种清洁能源协同利用是未来矿山地热利用的发展方向之一。      

长压短抽式通风综掘工作面粉尘分布规律的数值模拟

以平煤集团十一矿综掘工作面为研究背景,根据经验和实际情况,确定了与掘进机相配套的长压短抽式通风除尘系统.运用数值分析和现场测试相结合的方法,对综掘工作面粉尘分布规律进行了研究.基于GAMBIT技术建立工作面的几何模型,应用计算流体力学FLUENT软件对该工作面应用长压短抽式通风除尘系统前后的粉尘分布进行数值模拟.数值模拟结果与现场粉尘质量浓度测试结果相近.结果表明,采用长压短抽式通风除尘系统除尘效率达95%以上,可使综掘工作面的粉尘质量浓度接近或达到1.0×10-5kg.m-3.