煤層鉆機(jī)水射流除塵裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、該論文屬于安徽省教育廳產(chǎn)學(xué)研重點(diǎn)項(xiàng)目，目的是解決鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用問題。在鉆機(jī)巷道打孔中遇到嚴(yán)重的粉塵問題，鉆機(jī)在工作中產(chǎn)生的粉塵量是礦山開采的主要災(zāi)害之一，在鉆孔的過程中，產(chǎn)生有大到4cm的石塊，也有小到5um的呼吸性粉塵，嚴(yán)重危害工人的身體健康，污染施工現(xiàn)場(chǎng)的開采環(huán)境，威脅礦井的生產(chǎn)安全。
　　然而目前用于鉆機(jī)的除塵設(shè)備有兩種，一種是采用中心孔注水的方法來濕化產(chǎn)生的粉塵，但是此種方法不僅用水量大，產(chǎn)生的泥漿嚴(yán)重污染現(xiàn)場(chǎng)的開采環(huán)境，而

2、且產(chǎn)生的泥水混合物在鉆桿沖擊力的作用下噴射到鉆機(jī)的前端動(dòng)力箱上，將對(duì)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性造成很大的影響，與此同時(shí)也降低了鉆機(jī)的使用壽命和鉆機(jī)的整體性能。第二種是采用進(jìn)口的除塵設(shè)備，價(jià)格昂貴，體積也較大，不能滿足當(dāng)?shù)氐V山開采環(huán)境的特殊性，靈活性也較差，除塵效果不是很好，因此，針對(duì)上述問題，本論文對(duì)煤層鉆孔作業(yè)產(chǎn)生的粉塵如何治理的裝置進(jìn)行綜合分析與設(shè)計(jì)，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究。
　　第一針對(duì)鉆機(jī)的工作特點(diǎn)設(shè)計(jì)一種符合現(xiàn)場(chǎng)需要的除塵設(shè)備

3、，然后在Solid Works中建立該設(shè)備的相關(guān)模型，完成設(shè)備的整體裝配。然后根據(jù)設(shè)計(jì)需要，利用ANSYS軟件對(duì)涉及除塵裝置的部件進(jìn)行相關(guān)的強(qiáng)度分析和模態(tài)分析，最終確定設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)與結(jié)構(gòu)的整體外觀。完成設(shè)計(jì)后，還需調(diào)整相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)來滿足鉆機(jī)在鉆孔過程中不同工況的需要，比如鉆上斜孔和下斜孔還有水平孔時(shí)除塵裝置能否很好地滿足與配合鉆機(jī)工作。第二在設(shè)計(jì)的除塵設(shè)備內(nèi)部，無須再配置額外的動(dòng)力，只要合理的利用工作面已有的壓風(fēng)和壓水，形成負(fù)壓區(qū)域

4、實(shí)現(xiàn)捕塵、形成霧化區(qū)域有效除塵，關(guān)鍵任務(wù)是要通過數(shù)值仿真選取不同的噴頭，在Solid Works中建立不同噴頭的模型，然后導(dǎo)入Fluent軟件中進(jìn)行流場(chǎng)仿真分析，具體分析不同噴頭的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)、流線場(chǎng)、和壓力損失情況，通過分析比較來確定最終的噴頭模型。第三對(duì)噴頭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，主要是在我校的高壓水射流實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)分析，采取相關(guān)的數(shù)據(jù)，然后分析數(shù)據(jù)，從而做到理論與試驗(yàn)相結(jié)合，在試驗(yàn)中驗(yàn)證理論分析的合理性與正確性。第四方面通過3dmax軟