煤礦運(yùn)輸巷揚(yáng)塵輸運(yùn)規(guī)律及霧化降塵技術(shù)研究.pdf

1、礦井粉塵污染對(duì)井下作業(yè)工人的危害很大，是導(dǎo)致煤礦開采行業(yè)職業(yè)病的主要原因。運(yùn)輸巷道主要是輸煤皮帶巷和運(yùn)料及行人的輔運(yùn)巷，運(yùn)輸巷粉塵的產(chǎn)生和輸運(yùn)不同于采掘工作面，有必要對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的研究。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，利用COMSOLMultiphysics5.0開展三維數(shù)值模擬，對(duì)風(fēng)流因素、車輛行駛及皮帶運(yùn)行等過程對(duì)粉塵的影響進(jìn)行研究;采用Matlab14.0根據(jù)霧滴蒸發(fā)過程中的傳熱傳質(zhì)控制方程自編程序?qū)ζ湔舭l(fā)過程進(jìn)行仿真試驗(yàn)，探索

2、推導(dǎo)霧滴存活時(shí)間的綜合函數(shù)，為提高噴霧降塵效率提供支撐;結(jié)合理論分析、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、數(shù)值模擬和仿真試驗(yàn)對(duì)霧化降塵系統(tǒng)工藝進(jìn)行優(yōu)化并在現(xiàn)場(chǎng)考察其應(yīng)用效果。
　　(1)開展了巷道風(fēng)流溫、濕度和壓力等對(duì)風(fēng)流密度、動(dòng)力粘度等影響的理論計(jì)算和粉塵自身含水率對(duì)其密度及粒徑影響的研究。溫度降低、濕度和壓力增大導(dǎo)致風(fēng)流的動(dòng)力粘度降低;含水率增加會(huì)增加顆粒的密度和粒徑;風(fēng)流動(dòng)力粘度降低，粉塵的運(yùn)移范圍更大，污染范圍更廣。
　　(2)采用數(shù)值模擬的

3、方法對(duì)巷道中風(fēng)流速度、車輛和皮帶運(yùn)行參數(shù)以及粉塵自身粒徑變化對(duì)巷道中風(fēng)力揚(yáng)塵和粉塵風(fēng)力輸運(yùn)的影響進(jìn)行研究。風(fēng)速增大，巷道的揚(yáng)塵強(qiáng)度增大，粉塵在一定范圍內(nèi)濃度降低，但污染范圍更廣，遠(yuǎn)距離處風(fēng)速增加粉塵濃度增加;車輛順風(fēng)行駛時(shí)，距車頭尾25-30 m處出現(xiàn)粉塵濃度的“雙峰”分布，逆風(fēng)時(shí)行駛時(shí)，距車尾25-35 m處出現(xiàn)粉塵濃度“單峰”分布且逆風(fēng)峰值遠(yuǎn)大于順風(fēng)峰值;車速越大揚(yáng)塵強(qiáng)度和粉塵濃度都越大;皮帶振幅和運(yùn)行速度越大、振動(dòng)頻率越高揚(yáng)塵強(qiáng)度

4、和粉塵濃度越大。
　　(3)進(jìn)行了噴嘴霧化效果實(shí)驗(yàn)研究和降塵效率計(jì)算。實(shí)驗(yàn)表明型號(hào)為PZF(ψ1.2 mm)的噴嘴在氣壓為0.11-0.65 MPa，水壓為0.45-2.55 MPa，ALR為0.02-0.11，水流量為500-700kg/h時(shí)其霧滴速度70-220m/s，粒徑為20-80μm，其理論降塵效率達(dá)90％。
　　(4)采用Matlab14.0，基于霧滴蒸發(fā)過程的傳熱傳質(zhì)控制方程對(duì)其蒸發(fā)過程進(jìn)行了仿真試驗(yàn)研究。霧滴

5、蒸發(fā)過程主要受6個(gè)因素的影響，霧滴初始半徑、環(huán)境濕度、風(fēng)流壓力增加霧滴的存活時(shí)間延長;霧滴與風(fēng)流的相對(duì)速度、環(huán)境初始溫度以及霧滴的初始溫度增加其存活時(shí)間降低，但霧滴初始溫度對(duì)其影響較小。通過均勻試驗(yàn)并結(jié)合因子分析進(jìn)行降維處理，推導(dǎo)出含有5個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的霧滴存活時(shí)間計(jì)算公式，對(duì)比顯示其具有較高的精度。
　　(5)開展了霧化降塵系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果考察。根據(jù)數(shù)值模擬與仿真試驗(yàn)研究結(jié)果設(shè)計(jì)了運(yùn)輸巷粉塵自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)霧化降塵系統(tǒng)方案，搭建了自動(dòng)