機掘工作面旋轉射流屏蔽通風數值模擬及實驗研究.pdf

1、在礦山機械化程度不斷提高、開采強度日趨增大的情況下，掘進工作面粉塵量劇增，不僅給工作面生產人員的身心健康帶來危害，還給正常生產安全帶來隱患。在目前機掘工作面通風存在不足的形勢下，如何對掘進工作面粉塵及有害物進行有效的控制并及時排放，消弭粉塵及有害物在掘進工作面的危害是礦井通風亟待解決的問題。
　　為了進一步改善機掘工作面作業(yè)環(huán)境，滿足生產安全的要求，本文在相關研究基礎上，提出了機掘工作面旋轉射流屏蔽通風。旋轉射流屏蔽通風作為機掘工

2、作面的一種新的通風方法，在國內外尚屬首次研究。旋轉射流屏蔽通風是利用旋轉射流的卷吸和摻混能力強的特性，在吹散掘進工作面的粉塵和瓦斯及有害物方面具有良好效果，能夠實現防止瓦斯局部積聚，加強對工作面粉塵的控制和捕集。由于旋轉射流流場的復雜性，目前相關理論還沒有完全研究透徹，理論分析比較粗淺，主要依靠實驗手段來探討。機掘工作面旋轉射流屏蔽通風理論的研究成功不僅是對機掘工作面通風技術和通風理論的重大突破，同時對旋轉射流基礎理論的進一步研究也將產

3、生深遠的影響。為了更好地推廣這一新通風方法，本文以機掘工作面旋轉射流屏蔽通風流場為研究對象，借助流體力學、射流理論和相似理論等相關理論，采用計算流體力學方法和實驗室相似模型實驗相結合的方法，對機掘工作面旋轉射流屏蔽通風流場分布規(guī)律進行研究分析。以下幾個方面是本文研究的主要內容：
　?。?）理論分析了機掘工作面旋轉射流屏蔽通風流場形成過程,并闡述了機掘工作面旋轉射流屏蔽通風流場的控塵機理；
　?。?）建立機掘工作面旋轉射流屏蔽

4、通風流場計算模型，利用計算流體力學 Fluent軟件對其影響參數（噴射傾角a、噴射口寬度b、吹吸流量比b）進行了數值模擬，并得出各參數中的最佳值。同時對機掘工作面旋轉屏蔽射流流場特性進行了分析；
　?。?）應用相似理論，采用縮比模型，制作了實驗室機掘工作面旋轉射流屏蔽通風相似模型，并搭建了PIV流場測試實驗平臺；
　?。?）利用先進的 PIV粒子成像測量技術對實驗模型中的機掘工作面旋轉射流屏蔽通風流場進行了測量工作，實驗結果