东荣矿综采工作面二级综合防尘技术研究

摘要

综采工作面是煤矿产尘量最大的作业场所，粉尘浓度超过国家卫生标准数十倍甚至上百倍，严重的威胁井下职工的身体健康和生命安全。因此，综采工作面的粉尘防治已成为当前煤矿安全工作的重点和难题之一。
　　本文根据相关标准和要求，对双鸭山矿区东荣矿南二下延十八层七面综采工作面的粉尘特性、浓度和分散度进行了现场测试和实验室分析，得到了综采工作面粉尘浓度和分散度沿程分布规律和特征。建立了综采工作面粉尘分布与运移的气固两相流数学模型，给出了数学模型的边界条件和解法，采用FLUENT6.3模拟分析了割煤时粉尘运动和粉尘浓度分布规律。
　　在煤层高压注水防尘机理分析和东荣矿南二下延十八层七面综采工作面煤层注水试验的基础上，数值模拟分析确定了合理的煤层高压注水压力、注水钻孔间距等工艺参数，提出并实施了煤层高压注水方案，工作面减尘率达到72.1％。通过模型计算，系统研究了高压喷嘴直径、喷雾压力与降尘效率之间的关系，给出了东荣矿南二下延十八层七面工作面高压喷雾降尘系统的合理压力和喷嘴直径;针对工作面尘源分布特点，设计并研发了综采工作面高压自动喷雾降尘系统和设备，并应用于现场实际，取得了81.3％的降尘效率。
　　在双鸭山矿区三个综采工作面实施应用了煤层高压注水减尘联合工作面高压自动喷雾降尘的二级综合降尘技术，总降尘率达到了93.3～94.8％，实现了综采工作面粉尘的有效防治。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究的背景

1．2 研究的意义

1．3 综采工作面粉尘防治技术国内外研究现状

1．3．1 综采工作面煤层注水减尘技术研究现状

1．3．2 综采工作面高压喷雾降尘技术研究现状

1．4 论文研究的内容及方法

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究的方法及技术路线

2 东荣矿综采工作面粉尘分布与运移规律研究

2．1 概况

2．1．1 矿井概况

2．1．2 南二下延十八层七面工作面概况

2．2 综采工作面粉尘特性与分布特征测试研究

2．2．1 粉尘浓度与粒径分布测试方案

2．2．2 综采工作面粉尘浓度测试及分析结果

2．2．3 综采工作面粉尘粒径沿程分布特征

2．3 综采工作面粉尘分布与运移规律数值模拟研究

2．3．1 气固两相流模拟的数学模型

2．3．2 气体流动的数学模型

2．3．3 离散相运动的数学模型

2．3．4 综采工作面粉尘运动计算模型与参数设定

2．3．5 综采工作面割煤时粉尘运移规律数值模拟结果分析

2．3．6 模拟结果与现场测试数据的对比验证

2．4 综采工作面粉尘综合防治技术思路

3 综采工作面煤层高压注水减尘技术

3．1 煤层注水减尘机理及影响因素

3．1．1 煤层注水减尘机理

3．1．2 煤层注水减尘效果影响因素

3．2 煤层高压注水现场试验研究

3．3 煤层高压注水数值模拟研究

3．3．1 高压水在煤体中渗流的数学模型建立

3．3．2 煤层高压注水数学模型的解算与参数识别

3．3．3 煤层高压注水合理参数数值模拟结果与分析

3．3．4 综采工作面煤层高压注水技术方案与注水参数确定

3．4 综采工作面煤层高压注水技术应用效果

4 综采工作面高压喷雾降尘技术研究

4．1 高压喷雾降尘机理及因素分析

4．1．1 高压喷雾降尘机理

4．1．2 高压喷雾降尘效果因素分析

4．2 高压喷雾降尘效率计算模型

4．3 综采工作面气泡雾化降尘效率数值模拟

4．4 高压喷雾降尘参数的确定

4．5 综采工作面高压自动喷雾降尘系统研发

4．5．1 采煤机落煤高压自动喷雾降尘系统研发

4．5．2 工作面移架高压自动喷雾降尘系统研发

4．5．3 回风巷高压自动喷雾降尘系统研发

4．5．4 综采工作面高压自动喷雾降尘供水系统方案

4．6 综采工作面高压自动喷雾降尘效果分析

5 综合降尘技术实施效果分析

5．1 综采工作面粉尘综合防治技术方案

5．2 综采工作面粉尘综合防治效果分析

结论

参考文献

作者简历

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