【摘 要】
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煤炭一直以来都是我国的主要能源之一,长期以来支撑我国经济和社会较快发展,因此煤矿安全问题也日益受到重视。随着掘进机械化水平的提高和掘进机的大规模推行使得综掘面粉尘浓度急剧上升,粉尘问题也日趋严重,为治理综掘工作面高浓度粉尘,近年来国内外研发了与掘进机相配套的除尘风机、喷雾系统等粉尘防治技术。但研究者大多着眼于降尘设备自身技术参数的提升,缺乏综掘机截割条件的不同造成破碎产尘规律差异性的研究,导致防尘
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煤炭一直以来都是我国的主要能源之一,长期以来支撑我国经济和社会较快发展,因此煤矿安全问题也日益受到重视。随着掘进机械化水平的提高和掘进机的大规模推行使得综掘面粉尘浓度急剧上升,粉尘问题也日趋严重,为治理综掘工作面高浓度粉尘,近年来国内外研发了与掘进机相配套的除尘风机、喷雾系统等粉尘防治技术。但研究者大多着眼于降尘设备自身技术参数的提升,缺乏综掘机截割条件的不同造成破碎产尘规律差异性的研究,导致防尘措施的制定与实施缺少理论依据、降尘方法与产尘情况不匹配,以致于除尘效果不佳。为解决上述问题,论文采用理论分析、实验研究、数值模拟相结合的综合研究方法,对综掘机截割产尘开展了以下研究:建立了综掘机截割产尘模拟实验平台,通过不同截割条件与粗糙度指数、75μm以下碎屑质量占比之间关系的分析,研究了不同截割推进速度、旋转速度、截齿齿尖锥角、煤体脆性条件下的破碎产尘规律,并采用数值模拟方法研究了不同截割条件对综掘巷道内粉尘浓度的影响规律。本文取得的主要成果和结论如下:（1）分析了截齿截割过程和破煤产尘过程,阐释了截割煤体产尘的过程即是截齿向煤体施加载荷导致密实核产生至粉尘喷出的过程,给出了截割力计算公式。建立了以镐型截齿作为截割工具的产尘实验平台,模拟破煤产尘过程,研究其产尘规律。（2）利用截割产尘模拟实验平台研究了截割推进速度、旋转速度、截齿齿尖锥角、煤体脆性对破碎产尘规律的影响。研究表明:在其他截割条件相同时,产尘量随着截割推进速度的增大先减小后增加,随着截割旋转速度的增大而增加,随着截齿齿尖锥角的增大而增加,随着煤体脆性的增大而增加。（3）采用数值模拟方法模拟了不同截割推进速度、旋转速度、截齿齿尖锥角、煤体脆性情况下综掘机截割产尘粉尘浓度的分布情况,研究表明截割条件对粉尘浓度分布规律的影响与相应截割条件对破碎产尘规律的影响一致。本文研究成果深层分析了截割条件对破碎产尘规律的影响和对粉尘浓度分布规律的影响,为降尘方案的选择提供了科学依据,对矿井粉尘防治具有指导意义。该论文有图52幅,表48个,参考文献99篇。
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