【摘 要】
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对于煤矿工作者来说，长壁工作面的粉尘管理是一项富有挑战性的课题，特别是对于新一代的长壁工作面。为了调查长壁工作面的气流特点和可呼吸性粉尘在其间的散播，我们设计了三种空间CFD模型来表示薄、中、厚三种长壁工作面，在30m3/s至80m3/s的通风口风流范围内进行模拟。这些模型由整个采煤工作面的一部分和区段运输平巷组成，还包括长壁开采的主要组成部分。比如支架、采煤机、防溢板、转载机(BSL)/破碎机和
【机 构】
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澳大利亚联邦科学与工业研究院 勘探和采矿部
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对于煤矿工作者来说，长壁工作面的粉尘管理是一项富有挑战性的课题，特别是对于新一代的长壁工作面。为了调查长壁工作面的气流特点和可呼吸性粉尘在其间的散播，我们设计了三种空间CFD模型来表示薄、中、厚三种长壁工作面，在30m3/s至80m3/s的通风口风流范围内进行模拟。这些模型由整个采煤工作面的一部分和区段运输平巷组成，还包括长壁开采的主要组成部分。比如支架、采煤机、防溢板、转载机(BSL)/破碎机和输送机。此外，还配有洗尘器、采煤机清洁器、文氏管喷水器以及风帘，并有可选择不同模式的开关，以测试各种粉尘控制选择的效果。
基本模式下的CFD结果显示巨大的风流向采煤机逆风处附近的走道转移，并以变化的速度扫过采煤机附近的采煤工作面。在这些研究中，将模拟可呼吸性粉尘的流动形式作为一个单相流模型。粉尘微粒弥散到各个位置，大部分来自采煤工作面散列的区域，与截割滚筒有一定的距离。在连续的两相流(风流)中，粉尘粒通过随机性轨道模型弥散开。结果显示，长壁工作面中可呼吸性粉尘的弥散和流动主要取决于相邻区域的粉尘排放量和气流组织形式。
基本CFD模型的研究结果以澳大利亚煤矿获得的现场数据为参照来进行校准和验证。模型的风流速度和组织形式与长壁工作面操作中所调查的流通空气速度测量一致。因此，经过验证的模型可以应用到广泛的参数研究中去，研究长壁工作面中各种对粉尘流动形式以及除尘控制的效果。
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