综掘面出风口及抽风口风流综合调控下粉尘场优化分析

作     者：龚晓燕 樊江江 刘壮壮 童丹丹 陈有乐 魏引尚 薛河 GONG Xiaoyan;FAN Jiangjiang;LIU Zhuangzhuang;TONG Dandan;CHEN Youle;WEI Yinshang;XUE He

作者机构：西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 

基　　金：国家自然科学基金面上资助项目(51874235) 陕西自然科学基础研究计划-企业陕煤联合基金资助项目(2021JLM-01) 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2021年第46卷第S2期

页      码：800-809页

摘      要：针对煤矿综掘面混合式通风下巷道风流分布不合理、粉尘聚集严重等问题,选取出风口口径、出风口右偏角度、抽风口口径与抽风口左偏角度等4个参数作为调控变量,通过分析确定合理的出风口及抽风口风流综合调控方案,改变巷道风流分布,有效降低粉尘质量浓度。以柠条塔矿S1200巷道为研究对象,结合气固两相流理论,利用fluent软件建立混合式通风下出风口及抽风口风流综合调控的粉尘场有限元模型,通过模拟分析单参数调控对粉尘分布的影响,确定混合式通风下各调控参数的合理调控范围。根据Box-Behnken原则设计粉尘场优化的风流综合调控响应曲面试验,建立了以司机位置及回风侧行人呼吸带高度位置粉尘质量浓度为响应指标的优化模型,通过响应曲面法分析确定了4个调控变量对粉尘质量浓度影响大小的显著性顺序以及粉尘场优化的最佳风流调控方案。设计搭建了1∶5相似模拟S1200综掘面的出风口及抽风口风流调控试验测试系统,利用该测试系统对得出的最佳风流调控方案进行了试验测试验证及降尘效果分析,结果表明:出风口距掘进工作面5和10 m时司机位置粉尘质量浓度分别降低46.1%和70.2%,回风侧行人呼吸带平均粉尘质量浓度分别降低53.8%和60.5%,试验测试值与优化模型得出的预测值误差均在6%以内,验证了粉尘场优化的最佳风流调控方案的准确性。

主 题 词：综掘面 混合式通风 风流调控 粉尘场优化 响应曲面法 

学科分类：0819[工学-海洋工程类] 081903[081903] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13225/j.cnki.jccs.2021.0500

馆 藏 号：203113545...