《综掘工作面高效除尘技术及工艺研究与应用》

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该课题针对枣矿集团高庄煤矿3上1101轨道巷综掘工作面、兖矿集团鲍店煤矿5305②切眼、轨顺综掘工作面、南屯煤矿1601薄煤层皮带顺槽半煤岩综掘工作面进尺快、独头距离长、单位时间产量高等因素导致掘进工作面现场粉尘浓度高的问题,建立了风流单相流k-ε紊流模型和气相湍流-颗粒相湍流的多相流k-ε-Θ-kp模型,对单一压抽混合式和封闭式控尘系统的风流和粉尘流场进行了数值模拟;对喷嘴雾化机理及单水喷雾降尘、湿式振动旋流喷雾降尘机理进行了研究,对尘粒及雾滴间的绕流运动进行了分析;根据喷嘴雾化实验,结合综掘工作面各生产工序产尘的粒径分布规律,依据ANSYS喷雾速度流场数值模拟结果,优选了综掘机外喷雾降尘用喷嘴及其喷雾压力,同时对外喷雾降尘系统进行了优化设计;提出了综掘工作面封闭式控尘技术的设计原则,确定了合理的封闭式控尘的局部通风系统,结合喷雾降尘基础理论,研制了抽出式湿式振弦除尘器;根据鲍店煤矿和高庄煤矿综掘面的实际情况,研发了挡尘帘、空气风幕、高分子泡沫、附壁风筒等综掘面封闭式除尘系统,经过在生产现场的实际应用,取得了很好的降尘效果。该课题的研究成果有效地保障了矿井的安全、高效生产,取得了显著的经济和社会效益。

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