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西安科技大学 机械工程学院陕西陕北矿业有限责任公司
掘进工作面长压短抽通风方式下出风口风流不能根据掘进过程的实际需求进行动态调控,进而造成风流分布不合理,粉尘聚集严重。现有针对掘进工作面长压短抽通风出风口风流分布及降尘效果的研究都只是单一地分析了风筒出风口参数变化对掘进工作面风流分布及降尘效果的影响,未考虑各参数之间对粉尘场运移分布的交互影响,且对在不同掘进阶段,出风口参数如何综合变化才能达到最佳的通风降尘效果的研究不深入。针对上述问题,以陕西榆林神木柠条塔矿S1204掘进工作面为研究对象,建立了出风口参数可以变化的风流调控有限元模型,模拟分析了风筒出风口参数变化对风流及粉尘浓度运移分布的影响,通过数值分析选取了风筒出风口口径、水平右偏角度和垂直上偏角度作为出风口风流动态调控参数,提取了不同风流调控参数调控后司机位置及回风侧行人位置处的风速及粉尘浓度数据。通过小生境遗传算法,以司机位置及回风侧行人位置处的粉尘浓度同时最低为优化目标对提取的风流调控数据进行挖掘分析,获取了S1204掘进工作面出风口距掘进端面最近距离5 m和最远距离10 m时的最佳风流调控参数:在5 m处,出风口口径为1.1~1.2 m,水平右偏角度为10~15°,垂直上偏角度为3~6°;在10 m处,出风口口径为0.8~0.9 m,水平右偏角度为0~5°,垂直上偏角度为0~3°。搭建了1∶5相似模拟的S1204掘进工作面风流智能调控实验测试平台,对最佳风流调控参数进行了测试分析,结果表明:司机位置处粉尘浓度最高降低了52.3%,回风侧行人位置处粉尘浓度最高降低了60.6%,验证了最佳风流调控参数的准确性。
掘进工作面长压短抽通风出风口风流调控参数风速粉尘浓度小生境遗传算法
0 引言
1 粉尘场模拟
1.1 粉尘扩散理论
1.2 风流调控有限元模型建立
1.3 风流调控参数变化对粉尘场运移分布影响分析
2 通风降尘的最佳风流调控参数获取
2.1 风流调控样本数据提取
2.2 司机位置及回风侧行人位置双目标优化的最佳风流调控参数
3 最佳风流调控参数测试分析
3.1 S1204相似模拟实验测试平台搭建
3.2 司机位置处及回风侧行人位置处的风速及粉尘浓度测点布置
3.3 最佳风流调控参数降尘调控效果分析
4 结论
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会