综掘工作面风幕隔尘集尘方法的数值模拟研究

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1、全日制硕士学位论文综掘工作面风幕隔尘集尘方法的数值模拟研究申请人姓名：徐亚辉指导教师：鲁忠良教授学位类别：工学硕士专业名称：矿业工程研究方向：矿山灾害预防与控制河南理工大学安全科学与工程学院二○一五年六月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文：综掘工作面风幕隔尘集尘方法的数值模拟研究，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本

2、学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号：TD714密级：公开UDC：单位代码：10460综掘工作面风

3、幕隔尘集尘方法的数值模拟研究TheNumericalSimulationResearchontheTechnicalofDustSeparationandCollectionofAirCurtaininComprehensiveMechanizedHeadingFace申请人姓名徐亚辉学位类别工学硕士专业名称矿业工程研究方向矿山灾害预防与控制导师鲁忠良职称教授提交日期2015.04答辩日期2015.06河南理工大学摘要煤尘是井下生产过程中的主要危害之一，不但威胁了井下作业场所的安全生产，而且严重的影响了井下工作人员的身体健康，做好井下工作

4、面的防尘工作，最大限度的降低粉尘浓度是防治粉尘危害的重点。本文对煤矿井下综掘工作面粉尘的产生机理和运移规律进行了分析，在此基础上设计了风幕隔尘集尘装置，并分析了风幕装置的设计原则和工作原理。为了研究风幕隔尘集尘装置在综掘工作面的粉尘防治效果，运用FLUENT数值模拟软件研究了风流和粉尘的运动规律。通过风幕隔尘集尘系统与井下常用的长压短抽式通风除尘系统进行模拟比较，得出该系统对粉尘浓度控制的效果更佳。除此之外，为了研究风幕隔尘集尘系统的最优参数，在风筒直径和空气幕尺寸不变的情况下，分别改变压入风筒的入口风速和抽出风筒的出口负压，分析风流流场

5、、粉尘运动轨迹和浓度变化规律。模拟结果显示：保持抽出式风筒负压大小不变增大压入式风筒入口风速，或者保持压入式风筒的入口速度大小不变增大抽出式风筒的出口负压的情况下，在一定的范围内可以使得空气幕隔尘集尘系统的除尘效果变得更好，有效的控制粉尘向司机一次运动，但是如果超过了一定的范围后，不但不能有效的控制粉尘，反而会使粉尘向司机侧的巷道扩散。空气幕技术的研究对综掘工作面的粉尘防治工作起到了一定的推动作用，并且空气幕技术在粉尘防治领域具有很好应用前景，对研究成果的推广具有较大的社会应用价值。关键词：风幕隔尘集尘系统；综掘工作面；粉尘防治；离散相；

6、数值模拟IAbstractThecoaldustisoneofthemainhazardsintheproductionprocess，notonlythreatenthesafetyofundergroundworkplaces,butalsoaffectthehealthofworkers.Inprocessesofproduction,almostalloperationalareasmayproducedust,especiallywiththelevelofmechanizationofminingimprovinginrece

7、ntyears.Therefore,themaximumreductionofdustconcentrationisthekeyworkofpreventingdusthazards.Thepaperanalyzetheproductionmechanismandthemigrationrulesofdustincomprehensivemechanizedheadingface,onthisbasis,developesaaircurtiondeviceofdustseparationandcollection,andanalyzest

8、hedesignprinciplesandthetheory.Inordertostudytheeffectofdustpreventionofaircurtionincomprehensiv