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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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高原矿井掘进工作面截割粉尘污染效应及通风控尘参数分析

作者(Author):

  • 蒋仲安
  • 杨斌
  • 张国梁
  • 曾发镔
  • 王亚朋

作者单位:

  • 北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室

关键词:

  • 粉尘污染
  • 截割粉尘
  • 掘进工作面
  • 高原矿井
  • 粒径分布
  • 附壁风筒
  • 径轴风量比
  • 摘要
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为降低高原矿井掘进工作面开挖过程的粉尘污染,改善工作面整体施工环境,根据海拔上升环境参数的变化,运用数值模拟软件对黏性流体及粒子运动特性的变化规律进行分析;研究掘进机动态截割煤岩时粉尘的污染效应,分析不同海拔高度下颗粒物的扩散及沉降特性,并根据颗粒物的扩散特性对高原矿井掘进工作面通风“控尘”及“排尘”参数进行确定。结果表明:截割落岩形成的粉尘受截割头运动和掘进工作面涡流的影响,粒子主要沿截割臂向回风侧方向运动,截割左侧岩体时涌向司机工作区的粉尘明显多于右侧,且以粒径在40 μm以下的颗粒为主。受海拔上升环境参数改变的影响,流体性质会发生变化,导致颗粒受力情况和运动轨迹改变,扩散距离变小,沉降加快,其中对PM5以上的微粒影响较为明显;虽然海拔上升流体携带粉尘的能力减弱,导致掘进工作面沿程粉尘质量浓度下降,但粉尘沉积量会增多,存在二次飞扬的风险。在掘进工作面安装压入式“附壁控尘风筒”后,会在掘进工作面形成顺时针旋转涡流风幕,可将产生的粉尘有效的控制在掘进工作面前段,而另一侧的“除尘风机”会将掘进工作面聚集的粉尘及时排出。当附壁风筒径轴风量比m≥0.7、压抽比n<1时,在“射流、汇流以及旋转风幕”的作用下,能使距掘进工作面20 m之后的区域粉尘质量浓度降低70%以上,有效的降低了高原矿井掘进过程中粉尘对人员和机械设备的损害。

蒋仲安,杨斌,张国梁,等.高原矿井掘进工作面截割粉尘污染效应及通风控尘参数分析[J].煤炭学报,2021,46(7):2146-2157. JIANG Zhongan,YANG Bin,ZHANG Guoliang,et al.Analysis of dust pollution effect of cutting dust and ventilation control parameters at the heading face in plateau mines[J].Journal of China Coal Society,2021,46(7):2146-2157.
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