石灰石地下矿山大管道抽出式机械通风研究

摘要

矿井通风系统对地下开采犹如血液循环系统对人体一样重要，是地下矿山安全生产的重要保障。由于地下矿山工作空间狭小、工作面不断变化、采矿作业过程中产生的粉尘和有毒有害气体不能及时扩散等特殊的生产条件，使得地下矿山采掘过程中的不安全因素增多。而矿井污染物含量的高低与这个矿井的通风系统有着直接的联系，因此，要确保地下矿井安全可靠地生产环境，一个完善的通风系统是非常必要的。
　　 论文针对地下石灰石矿山采场通风问题，结合黄坡山石灰石地下矿山的现场实际情况，开展了地下石灰石矿山采场大管道抽出式机械通风系统的研究，其研究对于地下石灰石矿山防治炮烟中毒事故、保障矿山安全生产具有重要的理论和实际意义。
　　 论文研究取得的主要成果及结论如下：
　　 ①基于采场风流流动理论，建立了地下石灰石矿山采场内风流流动的物理模型。
　　 ②利用COMSOL流体力学模拟分析软件，对相同边界条件下和通风机功率不变情况下，通过对地下石灰石矿山采场内风流流动的数值模拟，确定了不同管道直径的风流变化规律，即在相同条件的情况下，随着管道直径的变大，抽风口的风流速度变小。
　　 ③根据采场内风流流场分布，得出抽风管口风流的有效影响半径约为15～18m，从而确定出了相邻两个抽风管管口的最佳摆放距离，使得采场工作面风流速度比较稳定，达到比较有效的通风效果。
　　 ④针对黄坡山石灰石地下矿山的现场实际情况，建立了大管道抽出式机械通风系统，并对该矿井通风系统进行有效性分析，得到该矿井通风系统是比较安全可靠的；同时，现场结果分析表明，该大管道抽出式机械通风系统的通风效果良好。