本文關(guān)鍵詞：綜采工作面呼吸性粉塵分布規(guī)律的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：粉塵在煤礦井下生產(chǎn)過程中產(chǎn)生于多個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié),并嚴(yán)重危害著井下作業(yè)人員的安全和健康,其中呼吸性粉塵(呼塵)特別是PM2.5粉塵對(duì)人體的危害最大。綜采工作面作為主要的產(chǎn)塵區(qū)域之一,在采煤機(jī)內(nèi)外噴霧正常工作,工作面沒有其他降塵措施的情況下,其風(fēng)流中呼塵含量通常遠(yuǎn)高于《煤礦安全規(guī)程》的要求。因此,掌握呼塵的分布規(guī)律,對(duì)制定更高效的除降塵措施有著重要的意義。本文以蒲白礦務(wù)局朱家河煤礦14618綜采工作面為研究對(duì)象,建立了三維幾何模型,劃分了計(jì)算網(wǎng)格;以氣固兩相流理論為基礎(chǔ),建立了Euler-Lagrange框架下的呼塵在綜采工作面中隨風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的DPM模型,選擇雷諾平均法中的Realizable k-ε模型作為湍流流場(chǎng)的模擬方法;應(yīng)用SIMPLEC算法作為氣固兩相流動(dòng)的數(shù)值解法,使用Fluent軟件作為計(jì)算平臺(tái)對(duì)綜采工作面呼塵運(yùn)動(dòng)分布情況進(jìn)行了數(shù)值模擬,并與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。對(duì)模擬結(jié)果分析得出,由于呼塵難以沉降且易隨風(fēng)流擴(kuò)散的特性,無(wú)論逆風(fēng)或順風(fēng)截割時(shí),在人行道呼吸帶處呼塵濃度均是從采煤機(jī)機(jī)身及支架移架處開始向下風(fēng)向逐漸升高,因此,提出應(yīng)將采煤機(jī)上下風(fēng)向10m的范圍內(nèi)以及移架處作為除降塵的重點(diǎn)區(qū)域。最后通過改變風(fēng)流速度,對(duì)比了幾種風(fēng)速下的呼塵濃度分布情況,綜合多種因素,提出了在該工作面中有利于將對(duì)人行道呼吸帶處呼塵濃度控制在較低水平的最優(yōu)風(fēng)速。
【關(guān)鍵詞】：綜采工作面 呼吸性粉塵 分布規(guī)律 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD714
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1 粉塵運(yùn)動(dòng)分布規(guī)律研究現(xiàn)狀9
• 1.2.2 呼吸性粉塵研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線10-12
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容10
• 1.3.2 技術(shù)路線10-12
• 2 粉塵性質(zhì)及多相流理論12-20
• 2.1 綜采工作面粉塵的基本性質(zhì)12-13
• 2.2 氣固兩相流理論13-19
• 2.2.1 連續(xù)相控制方程13-17
• 2.2.2 離散相動(dòng)力學(xué)特性17-19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 3 綜采工作面模型建立及數(shù)值模擬20-36
• 3.1 模型的建立22-26
• 3.1.1 幾何模型的建立22-23
• 3.1.2 計(jì)算網(wǎng)格的生成23-24
• 3.1.3 模型參數(shù)及邊界條件的確定24-26
• 3.2 綜采工作面風(fēng)流分布的數(shù)值模擬26-34
• 3.2.1 風(fēng)流速度分布情況模擬分析26-30
• 3.2.2 風(fēng)流矢量分布情況模擬分析30-33
• 3.2.3 模擬有效性驗(yàn)證33-34
• 3.3 本章小結(jié)34-36
• 4 呼吸性粉塵分布規(guī)律分析36-56
• 4.1 顆粒相運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的確定36-37
• 4.2 顆粒相模型的定解37-41
• 4.2.1 模型參數(shù)的確定37-40
• 4.2.2 邊界條件的確定40-41
• 4.3 呼吸性粉塵運(yùn)動(dòng)分布規(guī)律模擬及分析41-53
• 4.3.1 逆風(fēng)截割時(shí)呼塵分布情況分析41-46
• 4.3.2 順風(fēng)截割時(shí)呼塵分布情況分析46-49
• 4.3.3 PM2.5 濃度分布情況分析49-53
• 4.4 風(fēng)速對(duì)呼塵濃度分布的影響分析53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 5 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 研究結(jié)論56
• 5.2 展望56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 附錄62

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 白若男;張琦;于海明;馬驍;陳洪濤;;綜采工作面風(fēng)速對(duì)粉塵分布規(guī)律影響的數(shù)值模擬分析[J];煤礦安全;2015年09期

2 程衛(wèi)民;張清濤;劉中勝;聶文;;綜掘面粉塵場(chǎng)數(shù)值模擬及除塵系統(tǒng)研制與實(shí)踐[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2011年10期

3 程衛(wèi)民;聶文;周剛;左前明;;煤礦高壓噴霧霧化粒度的降塵性能研究[J];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

4 王鵬飛;黃俊歆;朱卓慧;李石林;;普采工作面呼吸性粉塵濃度分布的數(shù)學(xué)模型[J];湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

5 劉建;姚海飛;金龍哲;歐盛南;魏傳光;;基于羅森-拉姆勒分布函數(shù)的粉塵分散度分析[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2010年09期

6 程衛(wèi)民;劉偉;聶文;周剛;崔向飛;孫鑫;;煤礦采掘工作面粉塵防治技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

7 程衛(wèi)民;周剛;左前明;聶文;王剛;;噴嘴噴霧壓力與霧化粒度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究[J];煤炭學(xué)報(bào);2010年08期

8 李德文;郭勝均;;中國(guó)煤礦粉塵防治的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J];金屬礦山;2009年S1期

9 姚海飛;金龍哲;歐盛南;楊繼星;魏傳光;;基于全工班的煤礦呼吸性粉塵特點(diǎn)的研究[J];中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

10 劉毅;蔣仲安;蔡衛(wèi);周鳳增;郭達(dá);劉寶東;;綜采工作面粉塵運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)值模擬[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2007年04期

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本文編號(hào)：520694