综掘工作面压气水射流吸风除尘技术研究

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在我国的煤矿企业中,粉尘问题依然严峻,矿井粉尘不仅严重危害着矿工的身体健康,而且在一定条件下会酿成重大矿井粉尘爆炸事故。随着煤矿开采机械化程度的提高,综掘工作面的粉尘浓度严重超标,为了避免粉尘事故灾害的发生,确保矿工的身体健康和企业的安全生产,必须采取有效措施降低综掘工作面的粉尘浓度。  针对综掘工作面的粉尘治理问题,国内外研究学者均提出了不同的粉尘防治技术,但是这些技术具有除尘效果不理想、作业环境恶化、喷嘴堵塞、使用成本较高等局限性,进而不能有效地降低综掘工作面的粉尘浓度。为此运用有限空间射流和水气射流泵的原理知识,结合前人的水气射流降尘技术和旋转射流除尘技术的研究内容,提出了一种新的除尘技术:综掘工作面压气水射流吸风除尘技术,并论述了该项技术的吸风除尘机理与其结构参数范围。  对于所提出的综掘工作面压气水射流吸风除尘技术,运用Fluent数值模拟、实验室实验以及工业性试验对该技术进行了具体的分析研究。数值模拟主要包括不同喷嘴口径的压气水射流吸风除尘器内部流场的数值模拟,综掘工作面不同开口度的旋转射流送风器作用时的流场数值模拟,综掘工作面吸风除尘器与送风器的送风口相对位置变化时的流场数值模拟以及压气水射流吸风除尘技术与压入式通风除尘技术的对比数值模拟。实验室实验研究主要包括喷嘴口径、扩散角和压气流量对压气水射流吸风除尘器的吸风量及除尘效率的影响,并运用正交实验极差分析法和AHP模型分析法对实验数据进行优化分析,进而得到三个影响因素的最佳组合方案。工业性试验主要包括在10112综掘工作面压气水射流吸风除尘装置系统作用前后,测定司机处和除尘器后2m处全尘和呼尘的粉尘浓度,以及分析除尘效率随开口度的变化情况。  根据以上内容的分析研究,证明了压气水射流吸风除尘技术能够有效地降低综掘工作面的粉尘浓度,该项技术的研究成果对于煤矿企业治理综掘工作面的粉尘问题具有实际的指导意义和使用价值。
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