为了确定合理压抽流量比β,采用长压短抽式通风对综掘面进行有效控尘,利用Fluent计算流体力学(CFD)软件,对不同压抽流量比β下综掘面风流流场及粉尘扩散分布进行讨论研究.结果 表明:随着增大与掘进面之间的距离,粉尘浓度逐渐下降,到距离掘进面18,20 m时,粉尘平均浓度只有20 mg/m3.由此可见,长压短抽式通风能够有效对巷道进行降尘.当压抽流量比小于0.8时,能够较好地将粉尘控制在产尘面前端5m范围内,阻止粉尘向司机工作区域及其后方扩散;当压抽流量比控制在1.0～1.2之间时,控尘效果最佳.

This paper is to examine the influence of the ratio of blowing and exhausting flow on the wall-rotating circulating airflow in a fully mechanized excavation face using Fluent under different arrangement. The results show that the wall-rotating circulating airflow can effectively control dust diffusion in a fully mechanized working face, improve dust scrubber performance to reduce dust concentration at the driver and the rear of the tunnel. When the ratio is less than 0.9, the wall-blown airflow can control the dust-bearing airflow well up to 5 m from the working face, preventing dust from spreading to the driver’s area and its rear roadway, and the dust control performance is the best when this ratio is at 0.8.

基于配有附壁式旋流通风的矩形巷道,采用FLUENT软件分别在不同吹吸比的条件下对巷道风流流场和粉尘扩散规律进行了数值模拟.模拟结果显示,在吹吸比小于0.9时,附壁式旋流通风可以很好的把回旋气流控制在距掘进工作面5m之内,防止粉尘向其他区域扩散.当吹吸比在0.7到0.8之间时抽风筒的抽尘能力最好,附壁旋流通风方式可以有效控制掘进面所产生的粉尘,并有效降低掘进机司机处和巷道后方的粉尘浓度.

为了研究表面活性剂对不同煤的润湿性影响,以瘦煤、焦煤、无烟煤为研究对象,选择表面活性剂十二烷基硫酸钠,设计了6个不同浓度表面活性剂溶液分别针对3种煤的润湿性及沉降实验方案.通过对不同浓度溶液表面张力、接触角的测定以及不同煤样在各浓度溶液中的沉降现象对比,分析得出煤样对应的最佳表面活性剂溶液浓度,证明了在防尘用水中添加表面活性剂的必要性.结果表明:0.5％浓度的十二烷基硫酸钠溶液对煤尘具有较好的润湿效果;表面张力与接触角随润湿性的提高而减小,当浓度达到0.5％时,二者数值趋于稳定;不同煤样结构差异对润湿性有很大影响,3种煤样润湿性最好的为无烟煤,其次为瘦煤、焦煤;添加表面活性剂可以有效改善溶液润湿性.

为了研究表面活性剂润湿机理,减小煤矿喷雾降尘用水的表面张力,增强煤尘的湿润能力,采用对比分析方法,选择四种常用的表面活性剂和三种煤样,通过表面张力、接触角以及沉降实验,研究煤尘润湿性的影响因素.结果表明:表面活性剂的润湿性能随质量分数的增加而增强,其中非离子表面活性剂OP-10的润湿性最佳;表面张力、接触角及沉降时间都只是评价表面活性剂润湿性的一个必要因素,而不是决定因素,其中SDBS溶液的表面张力较OP-10的要低,但从接触角大小和沉降时间看OP-10的润湿性较SDBS强;无烟煤的可润湿性能比焦煤和瘦煤要好,一般表面活性剂在较低浓度就可以较好润湿无烟煤,但对于焦煤和瘦煤,所选用的浓度要较高.

为分析煤矿井下气水喷雾雾化特性及降尘效率,借助流体力学、多相流及气溶胶等相关理论,对气水喷雾雾化特性与喷雾降尘效率进行了全面的理论研究.根据流体力学与多相流相关理论,建立了求解空气雾化喷嘴气、液质量流量的完整方程组,并给出了雾化粒径和雾滴速度的计算公式;通过建立煤矿井下气水喷雾降尘数学模型,推导出分级效率的理论计算式,并采用Origin软件绘制出分级效率与供气流量、供水流量及粉尘粒径的关系曲线;同时,结合粉尘粒径和频率分布式,建立了全尘降尘效率与呼吸性粉尘降尘效率的理论计算式,并分析了粉尘中位径及粒径分布指数对降尘效率的影响.

In order to study atomization particle size of air-water spray,this paper,based on the self-designed experiment system of air -water spraying dust suppression,uses the Malvern Spraytec particle size analyzer to measure the atomization particle size at different water supply pressures under the condition of constant air supply pressure.The experimental results show that,with the increase of water supply pressure,the water flow of air blast atomizer increases,while the gas flow decreases,gas liquid ratio decreases,and the rate of decrease slows down;atomization particle size decreases with the decrease of water supply pressure,gas liquid ratio increases at a lower water supply pressure when the air blast atomizer has a good atomization performance.