前抽后壓混合式通風(fēng)的掘進(jìn)工作面粉塵分布規(guī)律的數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來，職業(yè)塵肺病作為危害人們身體健康的一大惡疾，已經(jīng)被越來越多的人關(guān)注，特別是在煤礦行業(yè)里，塵肺病感染問題尤其突出。預(yù)防塵肺病的發(fā)生，最有效的措施就是控制粉塵源，防治粉塵在作業(yè)區(qū)擴(kuò)散，同時(shí)將粉塵排出作業(yè)區(qū)。隨著煤礦機(jī)械化程度的提高，機(jī)掘工作面是煤礦井下粉塵污染最嚴(yán)重的區(qū)域之一，實(shí)踐證明，混合式通風(fēng)是改善機(jī)掘工作面作業(yè)環(huán)境，確保安全生產(chǎn)的一種最有效的通風(fēng)方式。通過CFD數(shù)值模擬可以準(zhǔn)確掌握掘進(jìn)巷道風(fēng)流流場(chǎng)分布規(guī)律以及分流運(yùn)動(dòng)傳質(zhì)過程，從

2、而掌控巷道內(nèi)粉塵分布情況，可以據(jù)此確定合理的風(fēng)筒出口距掘進(jìn)巷道迎頭斷面的距離、抽壓風(fēng)量比以及掘進(jìn)巷道的面積對(duì)合理工況參數(shù)的影響，這對(duì)掘進(jìn)工作面炮煙、粉塵等有毒、有害物質(zhì)的排出和防止其積聚有著極其重要的使用價(jià)值。
　　本文運(yùn)用流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、射流理論及礦井通風(fēng)理論，采用數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)室研究方法，以古城煤礦掘進(jìn)巷道通風(fēng)系統(tǒng)為背景，從通風(fēng)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)、粉塵運(yùn)移規(guī)律及控塵效果等方面對(duì)機(jī)掘工作面前抽后壓混合式通風(fēng)方式進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，為實(shí)

3、際工程中通風(fēng)系統(tǒng)的合理布置提供了技術(shù)依據(jù):
　　(1)在利用射流理論分析了自由紊流淹沒射流的基礎(chǔ)上，運(yùn)用貼附壁射流理論分析了機(jī)掘工作面前抽后壓的風(fēng)流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
　　(2)以礦山實(shí)際掘進(jìn)巷道通風(fēng)系統(tǒng)為背景，運(yùn)用gambit軟件建立了簡(jiǎn)化的混合式前抽后壓通風(fēng)物理模型，并且引入擾動(dòng)源模型來近似模擬掘進(jìn)巷道迎頭面粉塵的擴(kuò)散規(guī)律。
　　(3)利用流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)機(jī)掘工作面前抽后壓混合式通風(fēng)進(jìn)行了多工況參數(shù)模擬，采用Fl