不同通風(fēng)系統(tǒng)在深部礦井中的數(shù)值及實(shí)驗(yàn)分析

1、不同通風(fēng)系統(tǒng)在深部礦井中的數(shù)值及實(shí)驗(yàn)分析摘要通風(fēng)系統(tǒng)在地下運(yùn)作中起著至關(guān)重要的作用。在實(shí)驗(yàn)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(gè)真正的礦井巷道中采取的熱絲測(cè)速儀的測(cè)量，已經(jīng)被用來(lái)驗(yàn)證數(shù)值模型。已經(jīng)有三種不同類(lèi)型的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)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(chǎng)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(duì)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(xiǎn)區(qū)域。關(guān)鍵字：通風(fēng)；煤礦

2、；計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)；熱絲測(cè)速儀；吹；排氣；空氣平均密度；爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。1.引言煤深度達(dá)1000米的地下礦開(kāi)采，產(chǎn)生了對(duì)人類(lèi)最危險(xiǎn)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(xiǎn)。另外，在長(zhǎng)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(xiǎn)性。在煤礦開(kāi)采過(guò)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(jī)中排出來(lái)。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(xiǎn)最高領(lǐng)域。但

3、是，通過(guò)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(guò)將其迅速稀釋。為了達(dá)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(huì)產(chǎn)生污染物風(fēng)險(xiǎn)的積累。在某種程度上說(shuō)，一個(gè)有效的通風(fēng)系統(tǒng)是顯然需要的。長(zhǎng)的通風(fēng)管道，空氣擴(kuò)散器和風(fēng)扇作為鼓風(fēng)機(jī)或者抽風(fēng)機(jī)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(wú)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(gè)具有廣泛承認(rèn)的事實(shí)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(jìn)一步的限制性參數(shù)，當(dāng)它要求評(píng)價(jià)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(chǎng)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(guò)全局參數(shù)來(lái)完全量化的如換氣全局參數(shù)。一個(gè)參數(shù)例如地區(qū)速度系數(shù)的百分比不如這個(gè)給的模塊（死區(qū)），它本身并不代表一個(gè)適當(dāng)稀釋的保證。在危險(xiǎn)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(huì)變?yōu)楦玫膮?shù)。這項(xiàng)研究的目的是分析三個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)：排氣、吹氣和混合。無(wú)論是濕度還是傳熱效果都不在考慮范圍之內(nèi)。為了達(dá)到這個(gè)目的一個(gè)數(shù)值模型已經(jīng)建立起來(lái)了。數(shù)值模型解決了流場(chǎng)（速度、壓力、濃度、湍流、Y水平）和當(dāng)?shù)氐目諝饷芏?。為了?yàn)證數(shù)值模型的流場(chǎng)，在實(shí)際礦井中取得了用熱絲測(cè)速儀測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過(guò)分析死區(qū)和當(dāng)?shù)乜諝獾拿芏仁强梢员容^每個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)的。同樣，通過(guò)分析這些含有高濃度的甲烷區(qū)域，爆炸的危險(xiǎn)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(dòng)型態(tài)上的光，同時(shí)建立一些趨勢(shì)去設(shè)計(jì)一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)分析的目的是為了有足夠多的措施來(lái)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(jì)提供的速度為0.5米秒的位置的實(shí)驗(yàn)值。如果這個(gè)速度在這個(gè)數(shù)值之內(nèi)，那么應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)證明較高的錯(cuò)誤率[4]。對(duì)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(dòng)是受風(fēng)管端存在