摘要：最近几年来,职业尘肺病成为危害人们身体健康的一大恶疾,其危害越来越严重。这已经被越来越多的人关注,并且严重影响到人们的身心健康。特别是在煤矿这一行业里，尘肺病感染问题处在一个极为突出的位置。
不过随着掘进机械化程度的不断加强和提高，这对综掘的情况提出了更高的要求。通过多年的实践证明，采用长压短抽式混合式通风是改善机掘工作面的巷道作业环境的最有效方式。 本篇论文通过Solidworks进行三维建模，为综掘工作面的粉尘防治提供了最实际最基础的参考价值，同时对煤矿实际的生产生活具有重要的研究意义和理论价值。 关键词：机掘工作面；长压短抽式；Fluent数值模拟；粉尘规律数值模拟
1 课题研究意义及其目的
掘进机在巷道中进行掘进作业时，会产生大量粉尘，同时还有少部分是由于风流带进入仿皮绒
综掘工作面，以及粉煤会在掘进过程中暴露出来并形成粉尘。其中通风方式一般分为抽出式通风、压入式通风和混合式通风方式。而就就目前形势来看，针对综掘工作面粉尘浓度过高的问题，混合式通风是目前最有效、最理想的除尘手段。
随着计算机技术的不断发展，数值模拟技术更加容易实现，因此所用的计算时间大大缩短，从而节省了大量的人力物力和财力。Fluent软件是近年来兴起的相关数值模拟软件，它基于的是有限元体积法。
2论文的主要内容及其通风方式的选取
（1）长压短抽式通风方式的工作原理：长压短抽通风方式主要是以压入式通风方式为主，以抽出式通风方式为辅[8]。新鲜风流由压入式局部通风机经风筒将新鲜风流送至工作面，将含粉尘的污风风流经风筒吸入口进入除尘机净化处理，净化后的空气被排至巷道。压入式通风方式进行通风的有效射程长，有效覆盖面积较大，且能最大限度的快速吹散巷道中，局部地方已积聚的瓦斯含量，使之随风流经巷道排除至矿井外，因此长压短抽通风方式主要适用于高瓦斯矿井或由于爆破瞬间而产生瓦斯积聚的矿井。而同时对处于机掘工作面的掘进的强度大、推进的速度快、产尘量较高，并且尘源较为集中，由此适用于
前抽后压的混合式通风方式[9]。由此比较可以看出，采用长压短抽式的通风方式会使降尘效果显著提升，工作面的作业环境明显得到改善。与此同时这种通风方式还会大大提高了掘进工作面的工作效率，保证了作业人员的安全状况。综合考虑以上多种原因，现代矿井中普遍采用长压短抽式的通风方法。
（2）长压短抽式的布置方式：抽出式通风机安装在距离工作面50—200m处的位置，并不断随掘进向前移动，而且外接喷雾器的位置需要安设在抽风机位置的正压端附近。同时抽出式风机的吸风口末端距离工作面位置一般不大于5m，抽出式风机正压端风筒长度一般不超过20m。并且暂不需要连接，待发生排放瓦斯或抽出式风机停电及其他一系列故障时连接使用。
综掘工作面压入式通风风筒的位置一般布置在掘进巷道的一侧，并且沿着巷道的侧壁形成贴附射流状；同时将抽风筒布置在压风筒相对位置的巷道的另一侧，抽风筒筒口相对于压风筒一般应更接近迎头。
自动 在这种通风方式中，其压风口及抽风口与迎头的距离直接决定了机掘工作面的风流结构模式。如若压风口距离迎头较近时，高速射流的冲击作用力会使风流在巷道距迎头较近
的空间内形成一股涡流风流，使粉尘向外流动，这样会污染范围大，从而会不利于粉尘的排除。合理的布置压、抽风口位置能有效降低工作区的粉尘浓度。这是因为在压、抽风口之间的巷道中，会形成一个压、吸风流共同作用而形成的风流空气幕，大大提高了抽风系统吸捕粉尘的能力。
3流体动力学概述
运用相关软件进行的模拟就像是在计算机上做一次物理实验。对于CFD的基本思想可以归纳为：把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场。用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替这些关系，同时通过一定的数据原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后联立并求解这些代数方程组，从而获得场变量的近似值。
simota 针对ICEM-CFD的网格划分的相关步骤：
将Solidworks制作的x_t文件导入ICEM-CFD，同时必须保证为x_t文件，否则软件不能进行有效识别。
（1）建立数值模拟相关离散方程。对于在求解区域内建立的偏微分方程，一般在理论范围内存在着真解。而有着真解则意味着偏微分方程的成立，以及可解性的可行性。
电磁线圈 （2）与方程相关的离散初始条件和边界条件。前面所给定的初始条件和边界条件是连续性的，也就是可以模拟成一条直线。
旗杆底座 （3）给定求解的控制参数。
（4）对相关性离散方程进行求解。在进行上述设置后，生成了具有有定解条件的代数方程组。而对于这些方程组，数学上有相应的解法以及对于相关参数的求解，这属于求解器设置的范畴。
（5）基于判断解的收敛性讨论。
（6）计算机显示和输出计算结果，表示的结果通过图形模式均可表现出来，从而使结果更加直观、形象。
混合式通风方式综合了压入式与抽出式通风的优点，在长距离通风和治理粉尘方面都
有很好的效果。通过对长压短抽混合式通风风流场的数值模拟，可以掌握压入式、抽出式风筒中各个面的风流矢量图及整个巷道风速的分布规律，对指导现场生产具有一定的现实意义。
后续可以运用Fluent数值模拟针对其他通风条件下产生的较复杂的粉尘场进行模拟研究，为矿井粉尘防治工作提供更好的辅助指导。
矿井粉尘防治工作应因地制宜，根据实际情况确定并联合使用多种降尘、除尘措施，例如包括掘割头的喷雾降尘、降尘泡沫、除尘风机、降尘水幕等多种方式。多种粉尘防治措施的结合才能形成较为完整的系统体系，从而最终使通风除尘的效果最大化和最优化。
车辆排队长度
参考文献
[1]牛全莉，粉尘的危害与相关防治措施，1998.
[2]张连勇，邢士军，陈龙高等，综放工作面采煤机负压二次降尘技术研究
[3] Xing D X.Probing into location of rational exhausting and forced duct mouth in combined ventilation.Min Saf environ prot，2005, 32(4)
作者简介
胡皓（1991-03），男，山东省济宁市人，优秀团员，山东科技大学安全工程专业毕业。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议