不同通風系統(tǒng)在深部礦井中的數(shù)值及實驗分析

1、不同通風系統(tǒng)在深部礦井中的數(shù)值及實驗分析摘要通風系統(tǒng)在地下運作中起著至關重要的作用。在實驗和數(shù)值意義上，本文闡述了通風系統(tǒng)在煤礦的盡頭處工作的研究。在一個真正的礦井巷道中采取的熱絲測速儀的測量，已經(jīng)被用來驗證數(shù)值模型。已經(jīng)有三種不同類型的通風系統(tǒng)進行了數(shù)值研究：吹，排氣和混合通風。數(shù)值模型提供了詳細的流場資料，空氣的平均密度和甲烷的濃度。這一信息使通風系統(tǒng)的效率對比著不同的標準：停滯的區(qū)域，空氣污染區(qū)域和爆炸危險區(qū)域。關鍵字：通風；煤礦

2、；計算流體動力學；熱絲測速儀；吹；排氣；空氣平均密度；爆炸危險區(qū)域。1.引言煤深度達1000米的地下礦開采，產(chǎn)生了對人類最危險的工作環(huán)境之一。此外，甲烷和煤塵存在產(chǎn)生爆炸的危險。另外，在長期暴露于這些和其它空氣污染物中有嚴重損害健康的危險性。在煤礦開采過程中有兩種空氣污染的主要原因：第一，二氧化碳從內燃機中排出來。第二，土壤中含有甲烷等氣體。因此，甲烷，煤塵和其他污染物主要聚集在礦區(qū)，旁邊的盡頭封閉的一面。因此，它代表了風險最高領域。但

3、是，通過通風系統(tǒng)引入新鮮空氣，在礦井中的污染物最有效地減少了通過將其迅速稀釋。為了達到目的，有必要連續(xù)不斷和均勻地引入新鮮空氣。區(qū)域通風不足的存在可能會產(chǎn)生污染物風險的積累。在某種程度上說，一個有效的通風系統(tǒng)是顯然需要的。長的通風管道，空氣擴散器和風扇作為鼓風機或者抽風機工作構成了地下礦井通風系統(tǒng)。這些元素的主要目的是提供新鮮空氣，更重要的是，除去包括污染物和粉塵的空氣，以便能夠避免污染物在工作面的積聚。無論工作條件的改善和工作的安全性

4、都取決于通風系統(tǒng)消除有害污染物的能力。一個具有廣泛承認的事實是通風系統(tǒng)是合適的，當它確保所有領域的平均流速在管理規(guī)定中。最近，出現(xiàn)了一種試圖尋找進一步的限制性參數(shù)，當它要求評價通風系統(tǒng)的性能。一些作者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這些因素在公共場所的應用，但還不能應用于地下礦井。通風質量是不能通過全局參數(shù)來完全量化的如換氣全局參數(shù)。一個參數(shù)例如地區(qū)速度系數(shù)的百分比不如這個給的模塊（死區(qū)），它本身并不代表一個適當稀釋的保證。在危險區(qū)域中的空氣密度和當?shù)匚廴?/p>

5、物的濃度水平在量化通風質量方面會變?yōu)楦玫膮?shù)。這項研究的目的是分析三個通風系統(tǒng)：排氣、吹氣和混合。無論是濕度還是傳熱效果都不在考慮范圍之內。為了達到這個目的一個數(shù)值模型已經(jīng)建立起來了。數(shù)值模型解決了流場（速度、壓力、濃度、湍流、Y水平）和當?shù)氐目諝饷芏?。為了驗證數(shù)值模型的流場，在實際礦井中取得了用熱絲測速儀測的實驗數(shù)據(jù)。通過分析死區(qū)和當?shù)乜諝獾拿芏仁强梢员容^每個通風系統(tǒng)的優(yōu)缺點的。同樣，通過分析這些含有高濃度的甲烷區(qū)域，爆炸的危險性也

6、是可以確定的。這些結果是為了去除一些在不同通風系統(tǒng)流動型態(tài)上的光，同時建立一些趨勢去設計一個通風系統(tǒng)。2.實驗設置實驗分析的目的是為了有足夠多的措施來確認數(shù)值模型。這些措施已經(jīng)在一圖3顯示了不同橫截面Vz數(shù)值等速的輪廓，伴隨著一些由風速計提供的速度為0.5米秒的位置的實驗值。如果這個速度在這個數(shù)值之內，那么應用的實驗技術證明較高的錯誤率[4]。對于Z小于等于6和大于等于14米的區(qū)域，偏差仍然獲得在10%以內。在中間地帶流動是受風管端存在