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文檔簡介
1、金屬礦地下開采的發(fā)展必須安全、穩(wěn)定、高效,這主要取決于構(gòu)成金屬礦地下開采各大系統(tǒng)的正常運(yùn)行和應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)。金屬礦山生產(chǎn)時期,正常生產(chǎn)作業(yè)活動和礦山內(nèi)外部條件的變化,常常會改變礦井通風(fēng)系統(tǒng)的部分參數(shù),降低了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。隨著我國金屬礦地下開采向深部發(fā)展,礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題比以前顯得更加突出。基于對國內(nèi)外礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性問題的研究現(xiàn)狀綜合分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合國家“十五”科技攻關(guān)專題項目和各礦山通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化、改造項目的試
2、驗和研究,開展了本文的研究工作。本文采用理論研究、現(xiàn)場測定、數(shù)值分析相結(jié)合的研究方法,取得了如下主要研究成果和結(jié)論: (1)編制了以正常生產(chǎn)時期的礦井通風(fēng)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定為頂上事件的事故樹,研究了事故樹的結(jié)構(gòu)特征,得到了影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的九類原因,分析了其影響范圍和程度。 (2)編寫了基于Windows平臺的礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解算程序,并與礦井通風(fēng)理論計算值、現(xiàn)場實(shí)測值進(jìn)行比較,驗證了計算程序的可靠性和適用性。
3、 (3)論述了應(yīng)用礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析軟件及其解算結(jié)果分析礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的可行性,研究了給定精度、迭代初值、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度對礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算迭代次數(shù)的影響,分析了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和風(fēng)機(jī)工作特性曲線與實(shí)際不符、電網(wǎng)波動等因素對網(wǎng)絡(luò)解算結(jié)果可靠性的影響,并提出了相關(guān)控制措施。 (4)通過改變特征分支的風(fēng)阻值,借助網(wǎng)絡(luò)解算,探討了礦井通風(fēng)系統(tǒng)特征參數(shù)的可調(diào)節(jié)性,得到了分支風(fēng)阻變化與風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及相關(guān)分支風(fēng)量之間的耦合關(guān)系。通過對凡口鉛鋅礦礦井
4、通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解算,說明了各分支在礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的作用不一、分支風(fēng)阻預(yù)先輸入的可行性,闡述了礦井進(jìn)、回風(fēng)分支風(fēng)阻變化對風(fēng)機(jī)等效風(fēng)壓的綜合影響,分析了多風(fēng)機(jī)礦井通風(fēng)子系統(tǒng)穩(wěn)定性問題,獲得了礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解算的經(jīng)驗。 (5)探討了礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性與自然風(fēng)壓之間的耦合關(guān)系,分析了分支風(fēng)量對自然風(fēng)壓的敏感度,采用Q與H<,N>相圖分析,說明在自然風(fēng)壓作用下礦內(nèi)分支風(fēng)流可能改變方向的幾種情況,并對臨界狀態(tài)進(jìn)行了研究。 (6)建立
5、了中段運(yùn)輸設(shè)備在巷道中和提升設(shè)備在井筒中運(yùn)動時所產(chǎn)生的活塞風(fēng)速計算模型,分析了影響活塞風(fēng)速的因素,比較了不同類型礦井活塞風(fēng)對礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響程度,確定了計算模型中參數(shù)的計算方法,重點(diǎn)研究了巷道長度、運(yùn)行速度和巷道面積與礦井活塞風(fēng)速之間的關(guān)系。 (7)采用計算流體力學(xué)軟件FLUENT對礦井運(yùn)輸巷道內(nèi)活塞風(fēng)的風(fēng)流組織進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,得出了不同狀態(tài)下各特征子平面上的速度、靜壓分布,并對巷道內(nèi)空氣流域進(jìn)行了分區(qū),分析了典型位
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