不同通風(fēng)系統(tǒng)在深部礦井中的數(shù)值及實驗分析

1、不同通風(fēng)系統(tǒng)在深部礦井中的數(shù)值及實驗分析摘要通風(fēng)系統(tǒng)在地下運作中起著至關(guān)重要的作用。在實驗和數(shù)值意義上，本文闡述了通風(fēng)系統(tǒng)在煤礦的盡頭處工作的研究。在一個真正的礦井巷道中采取的熱絲測速儀的測量，已經(jīng)被用來驗證數(shù)值模型。已經(jīng)有三種不同類型的通風(fēng)系統(tǒng)進行了數(shù)值研究：吹，排氣和混合通風(fēng)。數(shù)值模型提供了詳細(xì)的流場資料，空氣的平均密度和甲烷的濃度。這一信息使通風(fēng)系統(tǒng)的效率對比著不同的標(biāo)準(zhǔn)：停滯的區(qū)域，空氣污染區(qū)域和爆炸危險區(qū)域。關(guān)鍵字：通風(fēng)；煤礦

2、；計算流體動力學(xué)；熱絲測速儀；吹；排氣；空氣平均密度；爆炸危險區(qū)域。1.引言煤深度達1000米的地下礦開采，產(chǎn)生了對人類最危險的工作環(huán)境之一。此外，甲烷和煤塵存在產(chǎn)生爆炸的危險。另外，在長期暴露于這些和其它空氣污染物中有嚴(yán)重?fù)p害健康的危險性。在煤礦開采過程中有兩種空氣污染的主要原因：第一，二氧化碳從內(nèi)燃機中排出來。第二，土壤中含有甲烷等氣體。因此，甲烷，煤塵和其他污染物主要聚集在礦區(qū)，旁邊的盡頭封閉的一面。因此，它代表了風(fēng)險最高領(lǐng)域。但

3、是，通過通風(fēng)系統(tǒng)引入新鮮空氣，在礦井中的污染物最有效地減少了通過將其迅速稀釋。為了達到目的，有必要連續(xù)不斷和均勻地引入新鮮空氣。區(qū)域通風(fēng)不足的存在可能會產(chǎn)生污染物風(fēng)險的積累。在某種程度上說，一個有效的通風(fēng)系統(tǒng)是顯然需要的。長的通風(fēng)管道，空氣擴散器和風(fēng)扇作為鼓風(fēng)機或者抽風(fēng)機工作構(gòu)成了地下礦井通風(fēng)系統(tǒng)。這些元素的主要目的是提供新鮮空氣，更重要的是，除去包括污染物和粉塵的空氣，以便能夠避免污染物在工作面的積聚。無論工作條件的改善和工作的安全性

4、都取決于通風(fēng)系統(tǒng)消除有害污染物的能力。一個具有廣泛承認(rèn)的事實是通風(fēng)系統(tǒng)是合適的，當(dāng)它確保所有領(lǐng)域的平均流速在管理規(guī)定中。最近，出現(xiàn)了一種試圖尋找進一步的限制性參數(shù)，當(dāng)它要求評價通風(fēng)系統(tǒng)的性能。一些作者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這些因素在公共場所的應(yīng)用，但還不能應(yīng)用于地下礦井。通風(fēng)質(zhì)量是不能通過全局參數(shù)來完全量化的如換氣全局參數(shù)。一個參數(shù)例如地區(qū)速度系數(shù)的百分比不如這個給的模塊（死區(qū)），它本身并不代表一個適當(dāng)稀釋的保證。在危險區(qū)域中的空氣密度和當(dāng)?shù)匚廴?/p>

5、物的濃度水平在量化通風(fēng)質(zhì)量方面會變?yōu)楦玫膮?shù)。這項研究的目的是分析三個通風(fēng)系統(tǒng)：排氣、吹氣和混合。無論是濕度還是傳熱效果都不在考慮范圍之內(nèi)。為了達到這個目的一個數(shù)值模型已經(jīng)建立起來了。數(shù)值模型解決了流場（速度、壓力、濃度、湍流、Y水平）和當(dāng)?shù)氐目諝饷芏取榱蓑炞C數(shù)值模型的流場，在實際礦井中取得了用熱絲測速儀測的實驗數(shù)據(jù)。通過分析死區(qū)和當(dāng)?shù)乜諝獾拿芏仁强梢员容^每個通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點的。同樣，通過分析這些含有高濃度的甲烷區(qū)域，爆炸的危險性也

6、是可以確定的。這些結(jié)果是為了去除一些在不同通風(fēng)系統(tǒng)流動型態(tài)上的光，同時建立一些趨勢去設(shè)計一個通風(fēng)系統(tǒng)。2.實驗設(shè)置實驗分析的目的是為了有足夠多的措施來確認(rèn)數(shù)值模型。這些措施已經(jīng)在一圖3顯示了不同橫截面Vz數(shù)值等速的輪廓，伴隨著一些由風(fēng)速計提供的速度為0.5米秒的位置的實驗值。如果這個速度在這個數(shù)值之內(nèi)，那么應(yīng)用的實驗技術(shù)證明較高的錯誤率[4]。對于Z小于等于6和大于等于14米的區(qū)域，偏差仍然獲得在10%以內(nèi)。在中間地帶流動是受風(fēng)管端存在