井筒提升容器運行效應及其空氣動力特性研究.pdf

1、井巷空氣的運動狀態(tài)是許多客觀因素共同作用的結果。對于井筒來說，礦井提升容器的頻繁升降運動是影響空氣不穩(wěn)定流動的主要因素。礦井提升容器占據(jù)部分井筒空間，頻繁運行造成井筒斷面的不斷變化，產生活塞風和瞬態(tài)變化的井筒壓力，從而導致通風系統(tǒng)風壓和風流的頻繁變化，造成風流的脈動。井筒提升容器在立井中的升降運動，可以認為是空氣在垂直管道內流經長方體的繞流運動，其將柱體繞流和圓管湍流進行有機結合，將是流體力學研究領域中一個新的課題，對于發(fā)展和深化經典的

2、流體力學理論具有一定的實踐意義。運用粘性流體力學的非穩(wěn)定流理論研究井筒提升容器的運行效應，是礦井通風理論的創(chuàng)新，將突破現(xiàn)有的礦井通風穩(wěn)定流理論。為保證研究結果的正確性和科學性，本研究以礦井通風理論、流體力學、空氣動力學和計算流體力學等理論作為研究基礎，采用理論推導、現(xiàn)場測試和CFD數(shù)值模擬相結合的方法進行研究，充分利用現(xiàn)場測試的結果完善理論分析，修正數(shù)值計算模型。為了研究井筒提升容器頻繁運行對井巷通風的影響程度，本文在國家自然科學基金項

3、目(50474062)的支持下，建立了井筒提升容器作用下的空氣動力學計算模型，理論分析了提升容器順風、逆風運行及兩提升容器相會時的活塞風壓和風速;采用礦井通風網絡解算軟件計算了活塞作用下的礦井通風系統(tǒng)的風量分配，定性的分析了提升容器運行效應對通風系統(tǒng)的影響程度;現(xiàn)場實測了提升容器運行效應下的巷道風速，在對比分析的基礎上建立了六種CFD數(shù)值計算模型，分別模擬了提升容器周圍的流場和壓力場。研究結果表明:提升容器運行效應是導致井筒風流和風壓脈