掘進工作面環(huán)流氣水霧化吸塵裝置的研究.pdf

1、掘進工作面高濃度粉塵的存在，使工作環(huán)境污染嚴(yán)重，對工人的健康和礦井的安全生產(chǎn)造成了重大威脅。目前掘進工作面主要采用濕式打眼、掘進機內(nèi)外噴霧等濕式降塵方式，已取得了較好的效果。但應(yīng)用中還存在一些不足:噴嘴易堵塞、霧化程度低;噴霧系統(tǒng)需配備加壓設(shè)備對水源加壓，設(shè)備整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜;噴霧系統(tǒng)耗水量大，易產(chǎn)生積水現(xiàn)象，加速了機械設(shè)備的銹蝕速度。因此開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、無需加壓設(shè)備、耗水量低的噴霧降塵裝置就顯得尤為重要。
　　本文利用數(shù)值模擬的方

2、法對掘進工作面壓入式通風(fēng)條件下的粉塵分布情況進行了仿真研究，得到掘進機影響下的粉塵分布規(guī)律:粉塵質(zhì)量濃度在掘進機前端較高，掘進機后端粉塵質(zhì)量濃度緩慢下降并趨于穩(wěn)定;在掘進機兩側(cè)的壓回風(fēng)側(cè)巷道內(nèi)，回風(fēng)側(cè)的粉塵質(zhì)量濃度要高于壓風(fēng)側(cè)的粉塵質(zhì)量濃度。
　　本文依據(jù)數(shù)值模擬得到的掘進工作面粉塵分布規(guī)律及現(xiàn)有的除塵措施，并結(jié)合氣水霧化的優(yōu)點，提出了一種環(huán)流氣水霧化除塵裝置，該裝置具有兩種工作方式:其一是利用壓縮空氣直接沖擊從錐形環(huán)縫噴射出的液

3、體來形成霧滴，簡稱氣流沖擊霧化工作方式;其二是利用壓縮空氣通過錐形環(huán)縫噴射時產(chǎn)生的負壓將噴水嘴出口的液滴引入到高速氣流中進而破碎，簡稱負壓引入破碎液滴霧化工作方式。該裝置無需水增壓設(shè)備，僅依靠掘進工作面的通風(fēng)管路和巷道用靜壓水為該裝置提供氣動力和水源，其具有結(jié)構(gòu)簡單、耗水量低、噴霧降塵效果好等優(yōu)點。
　　利用Fluent軟件對裝置在氣流沖擊霧化工作方式下的氣相、液相的流動過程進行了數(shù)值模擬，分析了不同入口速度對氣相、液相流動規(guī)律的

4、影響，結(jié)果表明在氣相流場中，越靠近裝置中心線處，氣流速度值越高;而在液相流場中，根據(jù)其流動特性可將流場分為回流區(qū)、渦流區(qū)、分離區(qū)和混合區(qū)。研究了裝置中環(huán)縫角度和氣管距離對液相流動規(guī)律的影響，得到裝置最佳霧化效果下的參數(shù)最優(yōu)范圍:即環(huán)縫角度應(yīng)在40°～50°之間、氣管距離應(yīng)在2～6mm之間。同時研究了裝置在負壓引入破碎液滴霧化工作方式下的氣相流動規(guī)律，分析了氣體壓強對氣相流動規(guī)律的影響;并對此方式下的霧化過程進行了數(shù)值仿真研究。