煤礦瓦斯抽采鉆孔風(fēng)力排粉水射流負(fù)壓引射除塵機(jī)理及應(yīng)用.pdf

1、煤礦井下瓦斯抽采鉆孔風(fēng)力排粉施工過程中產(chǎn)生大量的粉塵，這種揚(yáng)塵不僅對施工人員造成矽肺疾患，而且是煤塵爆炸和燃燒的事故隱患，對煤礦形成重大威脅。因此必須研究一種高效的除塵設(shè)備對粉塵進(jìn)行治理。本文在分析了井下鉆孔施工過程中鉆孔孔口及巷道煤塵擴(kuò)散、流動、沉降的規(guī)律，研究了鉆孔孔口積塵、捕塵、消塵方法，綜合運(yùn)用多相流流動理論、水射流負(fù)壓理論、引射理論、射流泵理論，確定了鉆孔孔口除塵裝置設(shè)計方案，取得的主要工作和取得的研究成果如下：
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2、1）研究了井下鉆孔風(fēng)力排粉鉆孔粉塵運(yùn)動及濃度分布規(guī)律：粉塵從塵源處產(chǎn)生后，大于1.5～2mm的顆粒迅速沉降，落向底板；其余大部分游離粉塵迅速從孔口向外擴(kuò)散充滿巷道并沿風(fēng)流方向運(yùn)動，由于風(fēng)流的湍流運(yùn)動，粉塵運(yùn)動不規(guī)則的呈霧狀充滿巷道，易對人體健康和生產(chǎn)安全造成危害；
　　（2）提出了以中壓為力源的水射流負(fù)壓除塵機(jī)理：首先以集塵裝置將鉆孔施工時產(chǎn)生的粉塵控制在相對密封的空間內(nèi)，以壓力泵將水壓達(dá)到16MPa，并經(jīng)過安裝在一定直徑管道內(nèi)的

3、噴頭高速噴出，這樣在噴頭的后方形成負(fù)壓區(qū)，通過小阻力的管路與集塵器連接并將鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的粉塵抽入管道內(nèi)，抽放管道內(nèi)的粉塵高速與噴頭噴出的水霧流混合，并在水霧流中懸浮，高速水霧流以高粘度的特性與粉塵高速摩擦并完全濕潤，在一定速度下不產(chǎn)生沉降而排出管道外，達(dá)到除塵的效果。
　?。?）設(shè)計了水射流負(fù)壓除塵裝置：裝置主要由集塵裝置、支撐裝置、除塵裝置、動力裝置和連接管線集成，通過ANSYS CFX數(shù)值模擬軟件對噴嘴個數(shù)、噴嘴安裝角度、混

4、合管長度和側(cè)向吸塵管位置進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，實現(xiàn)高效除塵；用FLUENT流體模擬軟件模擬分析噴孔情況下除塵裝置內(nèi)壓力分布，結(jié)果表明在噴孔情況下裝置仍可使用；
　?。?）進(jìn)行了20多組數(shù)值模擬、10多次地面模擬實驗和12個礦30多個測點(diǎn)160多次井下現(xiàn)場施工測試記錄：測定鉆孔除塵系統(tǒng)的性能參數(shù)和除塵效率，現(xiàn)場使用結(jié)果表明，打鉆過程中巷道粉塵降低90％以上，濃度由原來的300～400mg/m3降低到3.5mg/m3。
　　該論文有圖4