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(guó)最主要的職業(yè)病之一；煤塵爆炸也能造成很大的負(fù)面影響。每年由礦井粉塵所引發(fā)的有害事件都會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)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(guó)內(nèi)外對(duì)于鉆孔粉塵的治理已有相應(yīng)的研究,同時(shí)對(duì)鉆孔粉塵進(jìn)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(duì)鉆孔口壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流吸除塵技術(shù)進(jìn)行了初步研究。主要

2、研究?jī)?nèi)容是通過對(duì)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(jī)理；采用CFD軟件對(duì)射流管內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,探討不同參數(shù)對(duì)吸風(fēng)量的影響,同時(shí)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(shí)驗(yàn)分析除塵器各參數(shù)對(duì)吸風(fēng)量、除塵效率以及綜合指標(biāo)的影響；進(jìn)行工業(yè)性應(yīng)用初步試驗(yàn),觀察除塵器對(duì)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(duì)壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流吸除塵

3、的除塵原理進(jìn)行了分析,確定了實(shí)驗(yàn)研究參數(shù)及范圍。
　　 通過對(duì)不同射流管內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,驗(yàn)證了含塵壓氣水旋轉(zhuǎn)射流中的運(yùn)動(dòng)過程以及射流管內(nèi)部流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。模擬結(jié)果表明射流管的吸風(fēng)量隨喉管長(zhǎng)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(jì)理論中的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(duì)吸塵量的影響,得到了擬合函數(shù),進(jìn)而了解吸風(fēng)量變化趨勢(shì)。
　　 將壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流吸除塵器在淮北礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司蘆嶺煤礦井下工作面Ⅱ927鉆孔作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行除塵應(yīng)用試驗(yàn)。壓氣水二次旋轉(zhuǎn)射流