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| 1 | 大采高综采面风流-呼尘耦合运移规律CFD数值模拟显示文摘基于计算流体动力学(CFD)原理,应用FLUENT软件对多工序、多尘源下的大采高综采面风流-呼尘耦合运移规律进行数值模拟.结果表明:在采煤机中心下风侧10m附近的支架立柱附近形成了一段长约10m、高约4m、最高风速达4.95m/s的'大采高综采面高速风流带';煤机割煤及移架产生的呼尘在滚筒截割煤体变截面处叠加形成平均质量浓度为1 445mg/m^3的高质量浓度呼尘团,并向人行道方向扩散;移架产尘主要局限在顶板附近扩散运移,平均呼尘质量浓度达到996mg/m^3;人行道呼吸带高度内呼尘沉降不明显,沿程质量浓度围绕250mg/m^3上下波动;综采空间呼吸带高度范围的呼尘质量浓度在距离煤壁约0.6m处达到最大值,并沿下风测方向减小.根据模拟结果,提出了以导流板、高压微雾、喷雾卷吸、联动喷雾、全断面雾化以及湿式捕尘网等为体系的大采高综采面呼尘防治措施,以达到高效抑尘的目的. | 周刚 张琦 白若男 徐茂 张明光 | 2016 | 中国矿业大学学报2016，45，4： | 53 |
| 2 | 大采高综采工作面粉尘运移分布规律及机载除尘器关键工艺参数研究显示文摘为了更详细了解大采高工作面分区尘源粉尘运移分布规律,以补连塔煤矿12511综采工作面为研究对象,利用流体力学CFD软件对8 m大采高综采工作面粉尘运移分布规律进行数值模拟研究。结果表明:由垮落煤层产生的粉尘在风流的作用下向采煤机后方扩散,高浓度粉尘团运动最高点可达5 m,且沿程粉尘质量浓度逐渐降低。高浓度粉尘团主要集中在采煤机前后10 m范围及底板靠挡煤板一侧,最高粉尘质量浓度可达3500 mg/m^3。为了有效降低工作面粉尘质量浓度,防止污染井下工作环境,提出在大采高工作面安装机载除尘器的方法来控制尘源处粉尘向人行侧扩散,达到净化作业场所的目的。通过研究除尘器吸尘口位置、处理风量对工作面粉尘运移分布规律及降尘效果的影响,得出大采高工作面最优降尘效率的吸尘口位置及处理风量适配组合,最大降尘效率可达到99.9%。 | 杜善周 莫金明 王全龙 马威 张设计 陈芳 | 2020 | 矿业安全与环保2020，47，2： | 39 |
| 3 | 高瓦斯煤层综掘工作面风流-粉尘两相流动特性显示文摘为解决压入式通风条件下高瓦斯煤层综掘工作面粉尘质量浓度高的问题,以山西潞安集团漳村煤矿2601综掘工作面为研究对象,基于气固两相流理论,通过编程计算综掘工作面气载粉尘运移过程,研究了综掘工作面气固两相流动特性,结果表明:在压入式风筒出口与综掘工作面之间存在一个“负压区”,其影响范围随风筒出口风速增大而增大,而中心压力随风速增大而减小。该负压区导致沿综掘工作面回风侧煤壁运移的部分粉尘流分别在掘进机上方涡流、后方回流的携带作用下,从掘进机右侧和后部流经掘进机司机周边,往风筒出口方向运移,导致司机右侧、后部以及进风侧距综掘工作面2.5 m区域的粉尘浓度较高。当风筒出口风速低于17 m/s时,回流粉尘环绕掘进机形成平均质量浓度为300 mg/m 3的粉尘带;当风速高于17 m/s时,粉尘带平均质量浓度急剧下降,回流粉尘在进风侧距综掘工作面2.5 m的区域积聚,形成平均质量浓度高于300 mg/m 3的粉尘团。因此,应在高瓦斯综掘工作面掘进机的回风侧设置粉尘拦截装置,截断粉尘的扩散路径。同时,需在掘进机的后部设置覆盖工作面断面的除尘装置,对沿回风侧运移的粉尘进行二次拦截,阻挡掘进机后方粉尘回流,提高综掘工作面的能见度。 | 胡胜勇 廖奇 王和堂 冯国瑞 徐乐华 黄宜生 邵和 高扬 胡斐 | 2019 | 煤炭学报2019，44，12： | 23 |
| 4 | 高原矿井掘进工作面截割粉尘污染效应及通风控尘参数分析显示文摘为降低高原矿井掘进工作面开挖过程的粉尘污染,改善工作面整体施工环境,根据海拔上升环境参数的变化,运用数值模拟软件对黏性流体及粒子运动特性的变化规律进行分析;研究掘进机动态截割煤岩时粉尘的污染效应,分析不同海拔高度下颗粒物的扩散及沉降特性,并根据颗粒物的扩散特性对高原矿井掘进工作面通风“控尘”及“排尘”参数进行确定。结果表明:截割落岩形成的粉尘受截割头运动和掘进工作面涡流的影响,粒子主要沿截割臂向回风侧方向运动,截割左侧岩体时涌向司机工作区的粉尘明显多于右侧,且以粒径在40μm以下的颗粒为主。受海拔上升环境参数改变的影响,流体性质会发生变化,导致颗粒受力情况和运动轨迹改变,扩散距离变小,沉降加快,其中对PM 5以上的微粒影响较为明显;虽然海拔上升流体携带粉尘的能力减弱,导致掘进工作面沿程粉尘质量浓度下降,但粉尘沉积量会增多,存在二次飞扬的风险。在掘进工作面安装压入式“附壁控尘风筒”后,会在掘进工作面形成顺时针旋转涡流风幕,可将产生的粉尘有效的控制在掘进工作面前段,而另一侧的“除尘风机”会将掘进工作面聚集的粉尘及时排出。当附壁风筒径轴风量比m≥0.7、压抽比n<1时,在“射流、汇流以及旋转风幕”的作用下,能使距掘进工作面20 m之后的区域粉尘质量浓度降低70%以上,有效的降低了高原矿井掘进过程中粉尘对人员和机械设备的损害。 | 蒋仲安 杨斌 张国梁 曾发镔 王亚朋 | 2021 | 煤炭学报2021，46，7： | 19 |
| 5 | 综放面多尘源粉尘分布规律数值模拟及实测显示文摘为解决综放工作面粉尘浓度高的问题,掌握各作业工序粉尘浓度空间分布规律,有效指导粉尘控制工作,依据气固两相流理论,运用Fluent软件对综放工作面割煤、移架、放顶煤、转载各工序单独及同时作业时的粉尘分布规律进行数值模拟,并与现场实测数据进行对比分析.结果表明:割煤作业粉尘沿采煤机机道扩散的同时向人行道空间扩散,需在滚筒尘源处控尘,并在采煤机外侧采取水幕帘除尘措施;移架作业时人行道粉尘浓度高于机道粉尘浓度,需在机道空间和人行道空间均设置架间喷雾;放煤作业粉尘沿人行道空间分布较大,需在放煤口采取隔尘措施;转载点局部风速大,粉尘影响范围较广,应采取密封等措施.还应在放煤和割煤作业之间增加全断面喷雾降尘装置. | 王洪胜 谭聪 蒋仲安 张义坤 王明 | 2015 | 哈尔滨工业大学学报2015，47，8： | 17 |
| 6 | 露天梯段爆破粉尘体积分散度的分形表达显示文摘为研究露天梯段爆破粉尘体积分散度的分布规律和特征,采用分形几何理论建立分形分布函数,以Rosin-Rammler分布函数为基准函数,将猴子岩水电站桃花料场流纹岩爆破开采的工作边帮、出入沟、工作平盘以及爆破区作为取样点,收集粉尘样品。通过激光粒度分布仪测量样品分散度,求出函数特征值,定量表达料场粉尘分布规律。结果表明,爆破粉尘分散度具有良好的分形特征,可用分形维数D定量表示,其分形维数D为2.110-2.251;采样点的分形维数D与至爆破区距离负相关,Rosin-Rammler分布参数n与至爆破区距离正相关;远离料场爆破区采样点的样品中,悬浮颗粒、可吸入粉尘、呼吸性粉尘所占比例较大。 | 晋良海 罗汉 郑霞忠 陈述 梁巧秀 | 2016 | 中国安全科学学报2016，26，8： | 15 |
| 7 | “十三五”煤矿粉尘职业危害防治技术及发展方向显示文摘为有效防治煤矿粉尘职业危害,改善矿井作业环境,从采掘工作面粉尘防治、其他作业地点粉尘防治、粉尘连续监测与尘肺预警等3个方面,论述了大采高综采工作面综合防尘、综掘工作面长压短抽自适应控风除尘、呼吸性粉尘连续监测、尘肺预警等我国煤矿粉尘职业危害防治技术及装备在“十三五”期间的最新进展,以及实际应用效果。总结分析了现有粉尘职业危害防治技术及装备存在的不足,并对我国煤矿粉尘职业危害防治技术的发展方向进行了展望。 | 李德文 赵政 郭胜均 郑磊 张小涛 隋金君 | 2022 | 矿业安全与环保2022，49，4： | 15 |
| 8 | 基于附壁射流的控、除尘一体化技术研究显示文摘针对我国现有煤矿综掘工作面控尘及除尘设备移动困难,现场适应性差和最佳除尘工艺参数不易保持的难题,通过数值模拟和实验室模拟试验研究,分析了综掘工作面控尘及除尘设备集中布置抽尘净化方式的可行性和相关工艺参数,提出了基于附壁射流的综掘工作面控尘及除尘一体化技术;研制了可自行移动的控尘及除尘一体化系统,有利于实现综掘工作面通风、控尘、除尘过程的一体化.数值模拟和实验室模拟试验结果表明,控尘及除尘一体化系统能够应用于各种断面巷道和多种工况条件下控制掘进迎头粉尘的扩散,提高除尘器的抽尘净化处理能力;当压抽风量比为1.04(压入风量为226 m^3/min,抽出风量为218 m^3/min)时,控尘距离和抽尘距离分别为17 m和2 m时,系统的降尘效果最好,司机处和机组后5 m处的总粉尘降尘效率分别达到了98.94%和96.47%,质量浓度分别为12.5 mg/m^3和8.3 mg/m^3,可以有效解决综掘工作面的粉尘污染问题. | 张小涛 曹树刚 李德文 | 2019 | 中国矿业大学学报2019，48，3： | 12 |
| 9 | 综掘面径向分风与压风配比对风幕阻尘的影响显示文摘为明确附壁风筒径向分风与巷道压风配比对风幕阻尘的影响,建立了三交河煤矿2-5082综掘面等比例物理模型,并运用FLUENT软件对压风量Q为350~600m^3/min、附壁风筒径向分风量与压风量配比B为50%~90%条件下的风流运移及粉尘扩散情况进行数值模拟分析.结果表明,综掘面Q的降低以及B的增加有利于在迎头范围内形成阻尘风幕,迎头风流场阻尘能力亦随之增强.对于2-508_2综掘面及与其生产条件相似的综掘面而言,当Q为350~400m^3/min,B为80%~90%及Q为450m^3/min,B为90%时能够在综掘司机前部断面空间形成有效阻尘风幕,其中,Q为350m^3/min、B为90%时风幕阻尘效果最佳.将数值模拟结果在2-5082综掘面进行工程应用,实测结果表明数值模拟结论较为准确,附壁风筒形成的阻尘风幕能够将50mg/m^3以上的高浓度粉尘阻控在距迎头10m以内的巷道空间内,有效改善了综掘区域作业环境. | 程卫民 王昊 孙彪 马有营 | 2017 | 中国矿业大学学报2017，46，5： | 11 |
| 10 | 卸矿站粉尘浓度影响因素的数值模拟研究显示文摘为了掌握卸矿站卸矿时卸矿量、巷道风速、矿石粒径和壁面条件对巷道内粉尘浓度的影响,以国内某矿山2号卸矿站为研究对象,运用ANSYS软件对该卸矿站建模、模拟,研究巷道粉尘浓度与卸矿量、巷道风速、矿石粒径和壁面条件之间的关系。研究表明,数值模拟结果与实测结果基本吻合;下风向巷道粉尘浓度大小与卸矿量成正比例关系,与风速、矿石粒径成反比例关系;满足生产条件的情况下,卸矿量5 000 kg/s、巷道风速1.5 m/s时,尽可能增大矿石粒径、定期清扫巷道壁面,可有效降低巷道粉尘浓度。 | 蒋仲安 陈记合 王明 陈举师 | 2018 | 煤炭学报2018，43，B06： | 11 |
| 11 | Prediction of air flow, methane, and coal dust dispersion in a room and pillar mining face显示文摘In underground coal mines, uncontrolled accumulation of methane and fine coal dust often leads to serious incidents such as explosion. Therefore, methane and dust dispersion in underground mines is closely monitored and strictly regulated. Accordingly, significant efforts have been devoted to study methane and dust dispersion in underground mines. In this study, methane emission and dust concentration are numerically investigated using a computational fluid dynamics(CFD) approach. Various possible scenarios of underground mine configurations are evaluated. The results indicate that the presence of continuous miner adversely affects the air flow and leads to increased methane and dust concentrations.Nevertheless, it is found that such negative effect can be minimized or even neutralized by operating the scrubber fan in suction mode. In addition, it was found that the combination of scrubber fan in suction mode and brattice results in the best performance in terms of methane and dust removal from the mining face. | Lu Yueze Akhtar Saad Sasmito Agus P. Kurnia Jundika C. | 2017 | International Journal of Mining Science and Technology2017，27，4： | 10 |
| 12 | 基于20L球形爆炸装置的煤尘爆炸残留物研究显示文摘采用20L球形爆炸装置进行煤尘爆炸实验,对3种煤尘在不同质量浓度下的爆炸气固态残留物进行了收集分析.通过对残留物SEM图像的形态特征分析,将残留物分为类原煤颗粒、类球形煤胞和残球形煤胞3类,半定量分析了3种形态残留物在不同质量浓度下的近似比例:在低质量浓度(100g/m3)时,残留物中类原煤颗粒所占比例最少且残留物容易结块,在最佳爆炸质量浓度(300~400g/m3)时类球形及残球形煤胞所占比例较高,高质量浓度(700g/m3)时类原煤颗粒所占比例较高.工业分析显示煤尘爆炸后挥发分、固定碳含量均减少,灰分含量大幅升高,水分含量变化较小,且变化量与煤尘变质程度密切相关.煤尘爆炸残留气体φ(CO),φ(H2)及烃类气体体积分数随煤尘质量浓度升高有上升趋势,φ(CO2)呈先升后降趋势. | 刘贞堂 张松山 李忠辉 赵恩来 林松 郭汝林 | 2015 | 中国矿业大学学报2015，44，5： | 10 |
| 13 | 大采高综采工作面多尘源风流-粉尘分布规律研究显示文摘为了深入研究多尘源影响下大采高综采工作面风流-粉尘的分布规律,使用FLUENT软件对移架和截割2个主要产尘工序进行模拟,分析粉尘随风流的扩散规律。数值模拟结果表明:在多个尘源点的影响下,综采工作面粉尘的叠加效应十分明显;最低粉尘质量浓度为98.8 mg/m^3,最高粉尘质量浓度超过1000.0 mg/m^3,最高粉尘质量浓度出现在采煤机前、后滚筒处。同时通过对比数值模拟和现场实测得出的粉尘质量浓度数据,发现两者之间整体误差不超过12.0%,表明数值模拟结果较为准确,可为综采工作面粉尘污染治理提供指导。 | 徐青云 白志云 李锦波 | 2020 | 矿业安全与环保2020，47，5： | 10 |
| 14 | 综掘工作面不同截割方式下的最佳风场调控规则显示文摘针对目前综掘工作面局部通风方式下,出风口风流状态不能根据实际通风需求进行动态变化,造成巷道内粉尘与瓦斯聚集严重问题,通过最佳风场调控规则分析,以求有效降低粉尘质量浓度和瓦斯体积分数。采用正交试验及流场模拟实验方法分析不同截割方式下风流参数变化对风速、瓦斯及粉尘场分布影响规律,获取大量样本数据,建立风场调控参数与风速、瓦斯及粉尘质量浓度关联关系的初始化决策信息系统,并对其进行K-means算法离散化合并规约处理,建立离散化决策信息系统。基于粒计算和Matlab软件编写了风场调控规则获取的智能算法和参数化程序。利用风场调控规则获取方法和参数化程序分析并建立了陕西神木柠条塔矿S1212胶运巷道综掘工作面的最佳风场调控规则,并利用自主研制的风流调控装置进行了井下测试验证。结果表明:经使用最佳风场调控规则后,巷道内风速在0.25~4.00 m/s及死角区域瓦斯体积分数低于1%的前提下,出风口距掘进工作面最近距离5 m时,回风侧粉尘质量浓度最高降低43%,司机处粉尘质量浓度最高降低38%;出风口距掘进工作面最远距离10 m时,回风侧粉尘质量浓度最高降低15%,司机处粉尘质量浓度最高降低37%。 | 龚晓燕 韩郑 薛河 吴群英 刘辉 冯雄 宋涛 陈菲 谢沛 | 2021 | 煤炭学报2021，46，3： | 9 |
| 15 | A comparative study of dust control practices in Chinese and Australian longwall coal mines显示文摘Mine dust is one of the main hazards in underground longwall mines worldwide.In order to solve the mine dust problem,a significant number of studies have been carried out regarding longwall mine dust control,both in China and Australia.This paper presents a comparative study of dust control practices in Chinese and Australian longwall mines,with particular references to statutory limits,dust monitoring methods and dust management practices,followed by a brief discussion on the research status of longwall mine dust control in both countries.The study shows that water infusion,face ventilation controls,water sprays,and deep and wet cutting in longwall shearer operations are commonly practiced in almost all underground longwall mines and that both Chinese and Australian longwall mine dust control practices have their own advantages and disadvantages.It is concluded that there is a need for further development and innovative design of more effective dust mitigation products or systems despite the development of various dust control technologies.Based on the examinations and discussions,the authors have made some recommendations for further research and development in dust control in longwall mines.It is hoped that this comparative study will provide beneficial guidance for scholars and engineers who are engaging in longwall mine dust control research and practice. | Ji Yinlin Ren Ting Wynne Peter Wan Zhijun Ma Zhaoyang Wang Zhimin | 2016 | International Journal of Mining Science and Technology2016，26，2： | 9 |
| 16 | 大断面模拟掘进巷道通风除尘系统数值分析显示文摘为研究大断面掘进巷道的通风除尘特点,在某大断面模拟巷道对压入式、抽出式及长压短抽式通风系统进行了实验,测量测点的沿程速度,进而分析大断面掘进巷道在不同通风方式下的风流场特征。用Fluent对各实验模型进行了仿真分析,结果表明实验和仿真结果的趋势一致;且由于掘进面太大,抽出式通风在一般抽风量下难以保证掘进面附近风速高于安全风速范围;而长压短抽式通风系统相对压入式通风系统巷道内涡流区小,除尘效率高;因此针对大断面掘进巷道,长压短抽通风系统被优先推荐使用。在此基础上对原长压短抽通风系统进行了数值优化,发现针对该大断面掘进巷道当压抽比为1.2左右、抽风筒高度为2 m左右、压风筒高度为4 m左右时除尘效果最佳。 | 代江娇 黄家海 赵斌 程珩 荔军 | 2016 | 煤矿安全2016，47，11： | 8 |
| 17 | 附壁风筒径向流量比及抽尘距离对综掘工作面隔尘风幕的影响显示文摘为明确附壁风筒径向流量所占压风总量的比例及抽风筒的抽尘距离对综掘区域隔尘风幕形成及隔尘效果的影响,以蒋庄煤矿3下610综掘工作面为研究对象,运用Ansys CFD软件对附壁风筒径向流量比例为50%~90%、抽尘距离为2~5m条件下的风流运移及粉尘逸散情况进行数值模拟分析。结果显示,径向流量比例的增加、抽尘距离的降低,有利于在综掘区域形成有效隔尘风幕。针对3下610综掘工作面及与其生产条件相似的其他煤矿综掘工作面,当径向流量比例为80%、抽尘距离为2m以及径向流量比例为90%、抽尘距离为2~3m时,能够形成有效隔尘风幕并将高浓度粉尘阻隔于距迎头7.5m以内的空间范围内。现场实测数据表明,风流运移模拟结果与风流实测结果基本一致、风流流速平均相对误差低于13%,模拟结果较为准确。最优风幕参数条件下,距迎头7m实测断面处,平均总尘浓度降至18.6mg/m3,平均呼尘浓度降至8.1mg/m3,隔尘效果较为明显。 | 王昊 程卫民 孙彪 于海明 | 2017 | 化工进展2017，36，10： | 8 |
| 18 | 矿井采运过程典型粉尘防治技术装备研发与应用显示文摘针对矿井作业环境粉尘污染日益严重,且现有技术手段防治难、协同弱、效果差等问题,为了从源头上实现矿井粉尘的高效控除,改善矿井作业环境、保障作业人员身心健康,对矿井开采、掘进以及运输等3个典型作业环节的粉尘防治技术装备进行了系统研究开发,提出了金属矿采场多组份水炮泥抑尘、煤矿综采面封闭雾化控除尘、金属矿掘进巷道粉尘净化、煤矿综掘面风雾双幕协同增效控除尘以及矿井皮带运输转载点干雾降尘等高效技术装备体系,结合现场试验和工业应用,对所研发的系列技术装备性能进行了对比分析。研究表明:与普通水炮泥相比,多组份水泡泥对总尘、呼尘的抑尘效果分别提高了90%、80%以上;煤矿综采面雾化封闭控除尘技术装备在现场应用后,工作面平均总尘、呼尘降尘率均大于90%;金属矿掘进巷道粉尘净化系统的除尘效率高达91%以上,净化后的风流能够进入循环通风系统,有效提高矿井风流利用率;煤矿综掘面风雾双幕协同增效控除尘装备对总尘、呼尘的平均降尘率分别能够达到97.78%、98.13%;干雾降尘装置具有良好的降尘效率,在皮带运输转载点的降尘效率达到80.4%,在溜煤眼转载点处的降尘效率达到81.8%。 | 徐修平 李刚 金龙哲 周刚 孙彪 刘建国 | 2022 | 金属矿山2022，51，5： | 8 |
| 19 | 配备辅助通风的高温矿井采掘区温度分布数值模拟显示文摘巷道高温是制约深部开采的一个重要因素。为了更好地发挥辅助通风设施的作用,提高短距离高温矿井的通风降温效果,采用数值模拟方法研究辅助通风设施对巷道降温效果。通过建立数值模型,设置有无辅助通风设施、不同辅助通风设施长度、不同辅助通风设施与墙壁之间的距离以及不同进气道风速等条件,分析掘进巷道的冷却情况。结果表明:无辅助通风设施的巷道仅靠增加进气道风速无法获得显著的冷却效果;在增加辅助通风设施的情况下,随着辅助通风设施长度的增加,掘进巷道的冷却效果越来越好,当辅助通风设施长度增加到一定程度后通风降温效果开始下降;增加辅助通风设施与墙壁之间的距离可显著提高通风降温效果;在辅助通风设施长度和辅助通风设施与墙壁之间距离固定的前提下,增加进气道风速可改善冷却效果,但随着风速增加,冷却效果改善越来越不明显。 | 田龙 周智勇 陈建宏 | 2020 | 黄金科学技术2020，28，1： | 7 |
| 20 | Introduction and evaluation of a novel hybrid brattice for improved dust control in underground mining faces: A computational study显示文摘A proper control and management of dust dispersion is essential to ensure safe and productive underground working environment. Brattice installation to direct the flow from main shaft to the mining face was found to be the most effective method to disperse dust particle away from the mining face. However,it limits the movement and disturbs the flexibility of the mining fleets and operators at the tunnel. This study proposes a hybrid brattice system- a combination of a physical brattice together with suitable and flexible directed and located air curtains- to mitigate dust dispersion from the mining face and reduce dust concentration to a safe level for the working operators. A validated three-dimensional computational fluid dynamic model utilizing Eulerian–Lagrangian approach is employed to track the dispersion of dust particle. Several possible hybrid brattice scenarios are evaluated with the objective to improve dust management in underground mine. The results suggest that implementation of hybrid brattice is beneficial for the mining operation: up to three times lower dust concentration is achieved as compared to that of the physical brattice without air curtain. | Kurnia Jundika C. Sasmito Agus P. Hassani Ferri P. Mujumdar Arun S. | 2015 | International Journal of Mining Science and Technology2015，25，4： | 7 |
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