凉水井矿综采工作面粉尘运移规律数值仿真

发布时间：2025-05-08 05:03

　　 为研究凉水井矿42112综采工作面粉尘运移规律,基于Fluent数值仿真软件,选用标准k-epsilon湍流模型以及DPM计算模型建立了气-固两相流的粉尘运移数学和物理模型。用数值仿真及现场实测的方法研究了凉水井矿综采工作面风流运动情况,以及在移架和割煤时粉尘的运移规律和悬浮时间。研究表明:风流沿工作面在速度上表现出"小-大-小"的规律,速率和湍流强度在采煤机附近达到最大,在人行道空间有一定的低值区域。移架产生的粉尘一部分随风流运动,另一部分因粒径不同沉降到巷道底板不同位置。采煤机割煤产生的大粒径粉尘在重力作用下逐渐沉降,小粒径粉尘随气流继续运动,粉尘浓度最大处为前后滚筒附近及后滚筒下风向10 m左右靠近煤壁一侧区域,但扩散性不大,随着粉尘团向后移动,影响范围不断扩大,直至向整个工作面弥散。综采工作面粉尘在距底板1 m处粉尘浓度最高且分布范围最广,在巷道上部空间,直径大于100μm的粉尘粒子迅速沉降,而随着粒径减小,粉尘悬浮时间也逐渐延长。本研究可为综采工作面除尘、抑尘提供参考。

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【部分图文】：

图1 综采工作面几何模型

凉水井矿42112综采工作面采用U型通风方式,布置在4-2煤层中,采用一次采全高开采方式。工作面长度约为300m,采高约3m,煤层倾角为0°～3°,煤层厚约2.8～3.6m,采煤机前后滚筒割煤。图1为凉水井矿42112采煤工作面简化几何模型。如图1所示,将整个工作面简化为长....

图2 综采工作面几何模型网格

图1综采工作面几何模型2.2边界条件及求解设置

图3 沿底板方向空气速度云图

表2边界条件及求解器设置Table2Majorparameterssettingofboundaryconditions项目类型设置通用设置求解器压力基速度入口速度入口湍流强度水力直径1.5m/s3.04%3.2m空气密度1.225g....

图4 沿重力方向空气速度云图

图3沿底板方向空气速度云图图4为沿重力方向空气速度云图,(a)、(b)、(c)分别为垂直于底板方向距煤壁2,1,0.5m处空气速度云图。由图4可看出,风速沿风流方向依旧表现出“小-大-小”的规律。图4(a)为行人道处空气速度云图,在风速以1.5m/s进入工作面后,采煤机顺风....

本文编号：4044363