矿井多级机站通风系统节能研究

摘要

现在，我国许多的煤炭和金属资源都是用地下开采的途径获取的。随着社会的发展和浅层次资源的逐步减少，地下开采资源的比例以及深度会变得越来越大，现有的一些露天矿山也会陆续转移到地下。由于矿井越来越多的进入了深度开采阶段和对矿井下工作条件的要求不断增加，多级机站的通风方式必然会更加频繁的使用。由此可见，关于矿井通风节能方面的基础性研究有巨大的理论意义和现实意义。
　　本文通过资料总结了多级机站通风的背景与意义以及国内外的研究现状。根据文献资料总结出节能原理及其措施。采用理论研究、实验模拟以及数值模拟相结合的方法，对不同的通风方式的能耗进行了对比研究。
　　根据的相似理论建立了与呼和乌素煤矿采区通风系统相一致的1:20比例相似通风实验模型，通过该实验模型进行巷道通风模拟实验，根据矿山实际需风量设置实验时的需风量Q=0.2630m3/s；Q=0.3189m3/s；Q=0.3894m3/s；Q=0.4004m3/s，分别测量不同需风量下的每个测点的风流压力以及风量，通过计算得出不同需风量下的两种通风系统的能耗，用相关的数据处理软件做出不同需风量下的两种通风方式能耗的点线图并比较分析。
　　使用FLUENT软件构建通风巷道的几何模型并进行网格划分以及设置边界条件，设定工作面的不同需风量，依据实际情况设置漏风点，使用两种不同的通风方式分别模拟出各个需风量下巷道的风压与风速，计算出不同需风量下的两种通风方式的能耗，与实验室测算的能耗相比较并做进一步的分析。
　　两种连接方式的能耗都是随着风量的增大而增多的，同一需风量下，二级机站通风方式的能耗总是低于单一大风扇通风方式的能耗，这意味着在需风量相同的条件下，多级机站的通风方式比单一大风扇的通风方式更加节能，更加经济。在呼和乌素煤矿采区通风系统中验证：在满足工作面需风量的前提下，二级机站的通风方式与单一大风扇通风方式比较，它的节能效益：N=16.60%。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1. 概述

1.1多级机站通风系统概述

1.2研究背景与意义

1.3国内外研究现状

1.4研究内容、方案以及技术路线

2. 矿井多级机站通风系统节能原理

2.1均衡通风优化调节原理

2.2均压通风原理

2.3可控循环通风原理

2.4本章小结

3. 矿井多级机站通风系统节能基本措施的研究

3.1合理配置机站数目

3.2优化系统风量

3.3实施均压通风，减少漏风

3.4适度利用可控循环通风

3.5实施均衡通风，尽可能少的使用通风调节设施

3.6降低局部阻力

3.7使用高性能通风机

3.8本章小结

4. 多级机站通风实验

4.1实验模拟系统

4.2实验装置测点布置与实验测定仪器的选择

4.3能耗理论

4.4单机压入与单机抽出的二级机站能耗实验研究

4.5本章小结

5. 数值模拟

5.1 FLUENT软件简介

5.2流体流动的数学模型

5.3几何模型的建立与网格划分

5.4边界条件的处理

5.5FLUENT数值模拟模型的正确性验证

5.6双机压入与单机抽出的二级机站数值模拟及现场验证

5.7本章小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢