井下掘进通风系统对主通风系统的影响研究

摘要

在我国矿山开采行业中，井巷掘进是矿井生产作业中最重要的场所之一，而掘进通风系统作为主通风系统的重要组成部分，研究其对主通风系统的影响具有重大的意义。
　　本文基于计算流体力学和积分基本原理，运用数值模拟和相关数学理论结合的研究方法，提出了计算掘进通风系统阻力的数值积分法，并与常规计算方法进行对比。利用该数值积分法对矿井通风系统的相关物理量进行理论公式推导，求解出了矿井总风量和主风机风压的公式表达式，结合晋城某矿实例，研究了该矿新增一个掘进通风系统后，掘进巷道的长度变化对矿井理论工况点的影响，并对这种影响进行量化描述，得到了相应的变化公式。
　　研究结果表明:常规方法计算掘进通风系统的总阻力不够准确，用数值积分法计算则更加准确;随着掘进巷道长度的增加，矿井的理论工况点沿着主风机性能曲线下降的方向移动;矿井总风量增量是关于掘进巷道长度的二次增函数，随着掘进巷道长度的增加，矿井总风量增量逐渐增大;主风机风压增量是关于掘进巷道长度的二次减函数，随着掘进巷道长度的增加，主风机风压增量逐渐减小。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 主要技术路线

2 计算流体力学理论与Fluent软件介绍

2．1 计算流体力学概述

2．1．1 计算流体力学的发展历程

2．1．2 计算流体力学的基本思想

2．2 计算流体力学控制方程

2．3 计算流体力学工作流程

2．4 控制方程的离散化

2．5 流场数值计算的方法

2．6 湍流模型

2．6．1 湍流的基本方程

2．6．2 湍流的数值模拟方法

2．6．3 本文选择使用的湍流模型

2．6．4 壁面函数法

2．7 FLUENT软件介绍

2．8 本章小结

3 掘进头风流流场模拟及压降损失计算

3．1 掘进巷道风流状态

3．2 几何建模和网格划分

3．3 近壁面处理及边界参数设定

3．3．1 近壁面处理

3．3．2 边界参数设定

3．4 风流流场分布

3．5 掘进头压降损失计算

3．6 本章小结

4 掘进通风系统阻力数值积分法研究

4．1 常规求解方法

4．2 数值积分求解法

4．2．1 掘进头阻力数值模拟求解

4．2．2 风筒阻力积分求解

4．2．3 均匀流巷道阻力积分求解

4．2．4 掘进通风系统总阻力求解

4．3 实例应用及分析

4．4 本章小结

5 煤矿井下掘进通风系统对主通风系统的影响研究

5．1 矿井通风系统各物理量求解

5．1．1 掘进通风系统主要物理量求解

5．1．2 主通风系统各物理量计算

5．2 实例应用及分析

5．3 分析结论

5．4 本章小结

结论

展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集