掘进巷道综合降尘实验平台设计研究

摘要

为研究掘进巷道内不同通风方式下和通风除尘、风幕控尘、超微细水雾除尘等技术条件下粉尘运移规律及降尘效果，依据井下巷道掘进设计原则结合每种降尘技术原理，制定综合实验台设计方案，主要内容包括:
　　基础参数方面，按1∶1比例设计实验巷道几何模型，确定其断面为12m2、长60m、坡度为3‰;参照《采矿设计手册》、《煤矿安全规程》等相关原则设计供水、供电、排污等实验辅助系统;以漏斗吸嘴式粉尘发生装置为尘源，确保尘样可控且连续供给。通风除尘方面，在限定的实验条件下，计算局部通风机风量、风压要求，给出风机、风筒型号及满足不同通风方式的配比方案;利用数值模拟手段确定压入式、抽出式和长压短抽式通风方式下风筒出口（入口）至掘进头的最佳位置分别为3√S、√S及L压=(6～6.5)√S，L抽≈1.3√S。风幕控尘方面，基于条缝射流原理，提出了风幕隔尘方案并给出风幕动力装置、射流装置、压风管路等系统关键参数。超微细水雾降尘方面设计以“云”物理学和水雾冷凝核化机理为指导，在喷雾效果影响因素分析的基础上给出了喷雾装置、气压发生装置、供水装置、水雾处理装置、喷嘴等设施参数。
　　经论证，实验平台可近似模拟煤岩掘进工作面变参数下及多种技术同时作用时除尘、降尘效果，突破了单纯的数值模拟和井下实验的局限性，在除降尘机理研究和相关技术参数优化中具有较高实用价值。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 掘进巷道降尘、除尘技术的国内外研究现状

1．2．2 掘进巷道综合降尘实验平台的国内外研究现状

1．3 研究意义

1．4 研究内容和技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

1．5 本章小结

2 综合降尘实验平台基础研究

2．1 实验平台功能概述

2．2 掘进巷道实物模型构建

2．2．1 巷道断面设计

2．2．2 巷道长度的确定

2．2．3 巷道的砌筑参数

2．2．4 掘进机模型设计

2．3 实验平台辅助设施设计

2．3．1 粉尘源设计

2．3．2 供水系统设计

2．3．3 供电系统设计

2．3．4 排污设计

2．4 本章小结

3 掘进通风系统设计

3．1 掘进通风方式分析

3．1．1 压入式通风

3．1．2 抽出式通风

3．1．3 混合式通风

3．2 掘进通风方式选择及其工作面所需风量计算

3．2．1 掘进通风方式的选择原则

3．2．2 掘进工作面需风量计算原则

3．3 风筒的确定及风阻计算

3．3．1 风筒的选型及安装位置

3．3．2 风筒风阻计算

3．4 风机的选型

3．5 本章小结

4 基于实验平台基础设计的几种降尘实验平台设计

4．1 通风除尘实验平台设计

4．1．1 影响通风除尘效果因素分析

4．1．2 通风除尘系统参数确定

4．2 风幕控尘实验平台设计

4．2．1 风幕控尘形成条件及装置分析

4．2．2 风幕控尘系统参数确定

4．3 超微细水雾降尘实验平台设计

4．3．1 超微细水雾降尘机理及水雾形成条件

4．3．2 超微细水雾降尘雾化效果影响因素分析

4．3．3 超微细水雾降尘系统参数确定

4．4 本章小结

结论

参考文献

附录

作者简历

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