金属矿山

作者：龚晓燕李相斌陈龙裴晓泽付浩然王天舒张红兵薛河

单位：西安科技大学机械工程学院,陕西 西安 710054

关键词：矿井通风,快掘面,空气净化,风流动态调控,数值模拟,气固两相流,

基金：国家自然科学基金面上项目(编号:52374226);联合基金项目—企业—陕煤联合基金项目(编号:2021JLM-01)。

随着矿山快掘设备的逐渐引进,快掘面粉尘污染问题愈加严重。 为有效减少快掘面生产过程中的粉尘污染,设计出风流动态调控降尘净化系统,通过调节风流的状态并设计了不同工况下的风流调控方案,以降低司机处粉尘浓度与粉尘的扩散距离。 以陕西某矿快掘面为例,建立了风流—粉尘耦合场有限元模型,并对模型进行了井下验证;分析了风流动态调控降尘净化系统中出风口偏角、出风口缩放口径、出风口距端头距离及风量压抽比 4 个参数对风流与粉尘场的影响规律;设计正交试验分析了各参数与司机处粉尘浓度与粉尘扩散距离之间的关联性,确定了最佳调控净化方案。 结果表明:各参数对司机处粉尘浓度与粉尘扩散距离影响程度的显著性排序由大到小依次为风量压抽比、出风口偏角、出风口距端头距离、出风口缩放口径。 确定的最佳调控净化方案为出风口距离端头 10 m、出风口偏角 20°、出风口缩放口径 1. 0 m 及风量压抽比 1。 设计搭建试验平台进行了准确性及净化效果测试验证,模拟值与试验值的平均误差小于 8. 91%,净化后司机处粉尘浓度由 327. 22 mg / m3 降低至 156. 47 mg / m3,降低了 52. 18%,粉尘扩散距离由 39. 74 m 缩短至 25. 91 m,缩短了 34. 80%,有效改善了快掘面的空气环境。

来源：2024年第01期

《金属矿山》期刊编辑部

查看金属矿山杂志2024年第01期