鉆孔口壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流吸除塵技術(shù)的研究.pdf

1、礦井粉塵的兩大主要危害是引發(fā)職業(yè)病和發(fā)生煤塵爆炸。由粉塵引起的塵肺病是我國最主要的職業(yè)病之一；煤塵爆炸也能造成很大的負面影響。每年由礦井粉塵所引發(fā)的有害事件都會造成巨大的經(jīng)濟損失。鉆孔作業(yè)是煤層開采的工序之一,也是產(chǎn)生礦井粉塵的主要源頭之一。國內(nèi)外對于鉆孔粉塵的治理已有相應(yīng)的研究,同時對鉆孔粉塵進行控制的新方法也在不斷開發(fā)。
　　 為了有效的解決鉆孔口粉塵的治理問題,本文針對鉆孔口壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流吸除塵技術(shù)進行了初步研究。主要

2、研究內(nèi)容是通過對壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流吸除塵技術(shù)的理論研究,分析壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流的吸除塵機理；采用CFD軟件對射流管內(nèi)部流場進行數(shù)值模擬,探討不同參數(shù)對吸風(fēng)量的影響,同時初步模擬巷道內(nèi)粉塵分布情況及吸塵效果；通過吸風(fēng)及除塵實驗分析除塵器各參數(shù)對吸風(fēng)量、除塵效率以及綜合指標的影響；進行工業(yè)性應(yīng)用初步試驗,觀察除塵器對礦井鉆孔產(chǎn)生粉塵的治理狀況。
　　 利用有限空間射流理論、兩相及多相流體力學(xué)和通風(fēng)除塵等理論對壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流吸除塵

3、的除塵原理進行了分析,確定了實驗研究參數(shù)及范圍。
　　 通過對不同射流管內(nèi)部流場進行數(shù)值模擬,驗證了含塵壓氣水旋轉(zhuǎn)射流中的運動過程以及射流管內(nèi)部流場運動規(guī)律。模擬結(jié)果表明射流管的吸風(fēng)量隨喉管長度以及喉管直徑的變化均呈拋物線變化。巷道粉塵彌散情況及吸塵效果模擬顯示鉆孔粉塵在巷道內(nèi)影響區(qū)域較大,其危害性較高,所采用的短喉管的吸塵能力也較好。
　　 利用數(shù)理統(tǒng)計理論中的正交實驗設(shè)計方法對實驗參數(shù)進行了優(yōu)化。實驗參數(shù)包括壓風(fēng)流量

4、、射流管結(jié)構(gòu)和噴嘴口徑。通過對綜合效率的結(jié)果分析得到最優(yōu)參數(shù)水平組合為壓風(fēng)流量25m3／h、短喉管文氏射流管和口徑為7.0mm的噴嘴。二次旋轉(zhuǎn)射流實驗結(jié)果表明,加設(shè)二次旋流導(dǎo)流裝置后,除塵效率得到了明顯提高。采用曲線擬合方法研究不同壓風(fēng)耗量對吸塵量的影響,得到了擬合函數(shù),進而了解吸風(fēng)量變化趨勢。
　　 將壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流吸除塵器在淮北礦業(yè)集團股份有限公司蘆嶺煤礦井下工作面Ⅱ927鉆孔作業(yè)現(xiàn)場進行除塵應(yīng)用試驗。壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流