【摘 要】
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煤矿井巷的降尘防尘是近几年来亟待解决的问题。粉尘对工人以及生产安全都带来了不同程度上的危害,尤为尘肺病的增加以及工伤事故的持续发生。煤矿开采过程产生的粉尘对人体危害最大的是呼吸性粉尘,约占总粉尘浓度的30%左右,如果能实现绿色开采将会相应减少危害。因此,研究巷道风速分布、巷道内小颗粒粉尘的飘散规律及沉积距离,对计算除尘排尘风量、确定和安置巷道内测尘点以及防治井巷粉尘均具有重要的参考意义。本文研究的
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煤矿井巷的降尘防尘是近几年来亟待解决的问题。粉尘对工人以及生产安全都带来了不同程度上的危害,尤为尘肺病的增加以及工伤事故的持续发生。煤矿开采过程产生的粉尘对人体危害最大的是呼吸性粉尘,约占总粉尘浓度的30%左右,如果能实现绿色开采将会相应减少危害。因此,研究巷道风速分布、巷道内小颗粒粉尘的飘散规律及沉积距离,对计算除尘排尘风量、确定和安置巷道内测尘点以及防治井巷粉尘均具有重要的参考意义。本文研究的是小颗粒粉尘(主要是呼吸性粉尘)在井巷内的运移情况,运用理论分析和数值模拟分析方法找寻粉尘在巷道不同风速下的运移规律。研究时选取2μm、5μm、10μm、15μm大小的粉尘颗粒以及 0.15m/s、0.25m/s、1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s、3.0m/s、4.0m/s、6.0m/s八种风速进行模拟。选择长210m,宽3.6m,高3.5m的长方体巷道模型,本文通过对比不同粒径大小的粉尘在井巷内不同风速下的运移规律来探究通风降尘的效果。首先模拟出0.15m/s、0.25m/s这两个井巷允许的临界风速下同一粒径粉尘的状态,以期接着对其他风速进行模拟分析;粉尘颗粒不沉降时的临界风速也是本文的研究重点。通过这些条件下的模拟,以期能得到浓度分布与风速、浓度与粒径之间的关系,模拟结果得到颗粒粒度分布图以及沉降距离-浓度曲线,以直观表达粉尘颗粒的运动轨迹。得出的结果说明:巷内风速为0.15m/s时,2μm粉尘在沿程20m处开始沉降,而5μm粉尘在沿程10m处开始沉降,两种粒径粉尘不沉降的临界风速范围均为1.5～2m/s;风速为2m/s时,10μm粉尘在沿程130m处沉降;风速为3m/s时,10μm粉尘沿程没有发生沉降,15μm粉尘在沿程125m处沉降,在4m/s时沿程没有发生沉降,则15μm粉尘不沉降的临界风速范围为3～4m/s,而10μm粉尘不沉降的临界风速范围为2～3m/s。模拟结果与参考他人现场实测数据进行对比发现,粉尘运移规律趋势相同,说明了参数设置的合理性,也验证了数值模拟的可行性及模拟结果的可靠性。图[49]表[5]参[90]
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