巷道粉尘沉降规律与转载点喷雾降尘系统研究.doc

巷道粉尘沉降规律与转载点喷雾降尘系统研究长期以来，粉尘治理始终是矿井安全生产的难题之一。目前随着我国能源战略的深入，现代化矿井生产率得到很大的提高，但随之粉尘问题也越来越严重，它不仅影响矿井工人的身心健康，造成尘矽病的同时；也由于积聚达到爆炸下限，带来爆炸的危险。因此世界各国纷纷制定有严格的粉尘浓度标准，以此来维护工人身体健康和矿井安全。胶带运输机是现代化矿井煤炭外运的主要设备，也是主要的尘源点，特别是在转载点上，由于胶带运输具有一定的速度，并且胶带间存在一定的落差，煤块在下落过程中做抛物线运动，细小粉尘受空气阻力和巷道风流的作用，会悬浮起来飞扬在空中，并且随风流扩散形成空气污染。经有关部门对矿井粉尘污染进行现场测试，测试结果发现转载点附近粉尘浓度达225mg／m~3，严重超过国家标准(22mg／m~3)。因此研究转载点附近粉尘的运动模式，如何采取有效措施控制粉尘的产生以及采取何种除尘技术是矿井可持续发展的关键，也是我国现代化矿井中保证职工身体健康迫在眉睫的问题。课题在对巷道内粉尘受力以及运动模式进行理论分析的基础上，运用gambit软件建立了巷道几何模型并划分计算网格，用FLUENT软件进行了模拟仿真了转载点附近巷道内粉尘在不同风速下的沉降规律。根据模拟仿真结果，认为在巷道风流存在的情况下(通常是0.8～4m／s)，大颗粒粉尘沉降距离与粉尘粒径成正比关系。而粒径小于10um的粉尘通常难以沉降，随风流飘移。而在人体呼吸空气层(1.5～2m)，主要分布为30um以下粉尘，防尘重点应在此范围内。针对目前井下最普遍采用的喷雾降尘方式，论文研究了雾化机理、雾滴与粉尘的相对运动，并且结合实际情况推导了转载点附近采用喷雾降尘的降尘效率，用Matlab软件仿真出不同水压下采用不同喷嘴孔径的喷雾效率曲线，为实际工业应用提供了理论基础。针对转载点附近粉尘污染实际问题的解决，本文设计了两套转载点喷雾降尘系统，适用于不同场合。机械式喷雾降尘系统方便、实用。把动力部分、传动部分、控制部分、执行机构集成一个整体，在内部采用液压传动，依靠与胶带产生摩擦力作为动力源，并且可自动识别胶带机的负载和空载情况，使运煤和喷雾联动，在现场应用中取得了良好的效果。而电感式喷雾降尘系统由于采用了单片机智能化控制，安全可靠，既可单独使用也可作为运输机集成控制的一部分，是将来发展的方向。