礦用空氣幕理論及其應(yīng)用研究.pdf

1、在當(dāng)今國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，大力開發(fā)礦產(chǎn)資源的背景下，礦山企業(yè)在積極生產(chǎn)的同時，安全問題顯得非常突出，尤其是地下開采礦山，礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中時常出現(xiàn)風(fēng)量不足、風(fēng)流反向、風(fēng)流停滯、風(fēng)流循環(huán)等問題，直接威脅到礦山井下的安全生產(chǎn)。目前，礦井風(fēng)流調(diào)節(jié)與控制的方法及技術(shù)措施很多，但有時受到一定條件的制約，難以實現(xiàn)風(fēng)流調(diào)控。論文在查閱國內(nèi)外大量研究資料的基礎(chǔ)上，依據(jù)礦內(nèi)風(fēng)流流動的基礎(chǔ)理論、無風(fēng)墻輔扇理論等創(chuàng)造性地建立了多機并聯(lián)空氣幕阻隔風(fēng)流、單機和多機并聯(lián)

2、空氣幕引射風(fēng)流和對風(fēng)流增阻的理論模型，分析了多機并聯(lián)空氣幕運行時的影響因素，并對各理論模型進(jìn)行了模擬分析。此外，在實驗室對單機空氣幕的特性進(jìn)行試驗研究的基礎(chǔ)上，針對金川集團有限公司二礦區(qū)、龍首礦、銅陵有色金屬公司安慶銅礦以及馬坑鐵礦井下存在的主要運輸中段的作業(yè)面污風(fēng)循環(huán)、斜坡道和運輸平巷風(fēng)流反向、冬季井筒內(nèi)的結(jié)凍、風(fēng)流短路及風(fēng)量不足等實際問題，進(jìn)行了空氣幕阻隔風(fēng)流、引射風(fēng)流和對風(fēng)流增阻的大量現(xiàn)場試驗研究和應(yīng)用，主要研究內(nèi)容如下：

3、 1.建立了多功能礦用空氣幕的理論模型，并分析其影響因素。包括：多機并聯(lián)空氣幕在巷道中隔斷風(fēng)流的模型、單機和多機并聯(lián)空氣幕在運輸巷道中引射風(fēng)流的模型、單機和多機并聯(lián)空氣幕在運輸巷道中增阻減少風(fēng)流的模型。 2.應(yīng)用MATLAB計算機語言繪制多功能空氣幕各理論模型的三維圖形，模擬分析空氣幕的有效壓力及引射風(fēng)量隨其它因素變化的特性。 3.在實驗室通過改變試驗巷道的斷面積、風(fēng)機的葉片安裝角、風(fēng)機的功率等對空氣幕的特性進(jìn)行試驗研究

4、與分析，確定最佳空氣幕設(shè)計參數(shù)。 4.采用對比試驗研究方法，在金川集團公司二礦區(qū)和龍首礦對多功能空氣幕控制風(fēng)流流動的三種功能進(jìn)行應(yīng)用試驗研究。 5.在安慶銅礦開展了空氣幕引射風(fēng)流和增阻減少風(fēng)流防止井筒結(jié)冰及風(fēng)流反向的研究。 研究的結(jié)果表明，在大斷面大風(fēng)壓運輸巷道的同一斷面內(nèi)，采用多機并聯(lián)空氣幕不僅能有效阻隔風(fēng)流，而且能引射風(fēng)流增加巷道風(fēng)量和控制巷道內(nèi)的風(fēng)流方向，對風(fēng)流增阻減少巷道風(fēng)量和防止有淋水進(jìn)風(fēng)道在冬季的結(jié)凍

5、，有效控制了井下風(fēng)流的流動，為解決礦山井下需要安裝通風(fēng)構(gòu)筑物調(diào)節(jié)風(fēng)流但又因運輸?shù)榷荒茉O(shè)置的主要運輸巷道的風(fēng)流調(diào)控問題找到了一條新的有效途徑，并為礦山創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，因此，其具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。 論文研究的創(chuàng)新點主要有：(1)建立了礦用空氣幕的多功能理論模型，并在數(shù)值分析和實驗室研究的基礎(chǔ)上，在礦山風(fēng)流控制方面開展了卓有成效的應(yīng)用實踐。 (2)將多臺風(fēng)機在同一巷道斷面內(nèi)并聯(lián)運行，構(gòu)成多機并聯(lián)空氣幕，在