·720· 北京科技大学学报 第36卷 900 4结论 750 ◆一反弹壁面 600 ◆一捕捉壁面 (1)工作面风速增大有利于排尘，但风速的增 450 加也会加大割煤产尘量，并且不利于粉尘的沉降. 300 在满足瓦斯排放等其他需风要求下，工作面平均风 速为1.4ms时，降尘效果最好. 150 (2)采煤机滚筒转速越低，粉尘的浓度越低.从 -20 0 20 406080 100 控制粉尘角度考虑，在满足生产要求的前提下，滚筒 距采煤机距离m 转速不宜超过2.5rads1 图7不同壁面条件下粉尘质量浓度沿程分布 (3)溜子的运行会对工作面流场形成扰动，影 Fig.7 Dust mass concentration distribution under different wall con- 响粉尘的沉降.模拟结果显示，当溜子的速度不超 ditions 过1.5m·s时，有利于粉尘的沉降. 此，在实际生产中，通过煤壁洒水，保持煤壁一定的 (4)壁面对粉尘的捕捉也是影响粉尘质量浓度 湿润性，从而加强对沉降粉尘的捕捉，也是控制粉尘 的一个关键因素，可通过向煤壁洒水等措施来保持 的一种有效方法 壁面湿润，达到辅助降尘的目的. 3 模拟结果与实测数据的对比分析 参考文献 根据GBZ/T192.1一2007《工作场所空气中粉 [1]Wang X Z,Jiang Z A,Wang S W,et al.Numerical simulation of 尘测定》及相关文献粉尘采样点布置方法，在2225 distribution regularities of dust concentration during the ventilation 工作面人行道呼吸带高度沿程布置多个测点，采用 process of coal roadway driving.JChina Coal Soe,2007,32(4): 386 AKFC92A粉尘采样仪对逆风割煤时粉尘质量浓度 (王晓珍，蒋仲安，王善文，等.煤巷据进过程中粉尘浓度分 进行测定，每个点测三次，结果取平均值.模拟结果 布的数值模拟.煤炭学报，2007,32(4)：386) 与实测数据对比如图8所示 ] Jiang Z A,Chen J S,Niu W,et al.Numerical simulation of dust 900 concentration distribution regularity in a belt conveyer roadway.J Unie Sci Technol Beijing,2012,34(9):976 750 ·一实测数据 (蒋仲安，陈举师，牛伟，等.皮带运输巷道粉尘质量浓度分 太模拟数据 00 布规律的数值模拟.北京科技大学学报，2012,34(9)：976) B] Shi C H,Ou S N,Jin LZ.Study and analysis on the law of mo- tion of the coal dust.J Unir Sci Technol Beijing,2007,29 (Suppl 2):1 150 大★ (施春红，欧盛南，金龙哲.矿井粉尘运移规律的试验研究 北京科技大学学报，2007,29（增刊2）：1) 20 20 4060 100 [4] 距采煤机距离m Alam MM.An Integrated Approach to Dust Control in Coal Mining Face Areas of a Continuous Miner and Its Computational Fluid Dy- 图8模拟与实测粉尘质量浓度对比 namics Modeling [Dissertation].Carbondale:Southern Illinois Fig.8 Comparison of dust concentration between the simulated mod- University Carbondale,2006 el and field measurement [5] Witt P J,Carey K G,Nguyen T V.Prediction of dust loss from conveyors using computational fluid dynamics modelling.Appl 从图8可以看出，模拟结果中人行道呼吸带高 Math Modell,2002,26:297 度粉尘质量浓度分布曲线与现场实测数据分布规律 [6 Liu Y,Jiang Z A,Cai W,et al.Numerical simulation of the dust 基本吻合，均为在采煤附近达到最大峰值后缓慢下 movement rule in fully-mechanized coal faces.I Univ Sci Technol 降，最终稳定在160mg·m-3左右，但二者峰值出现 Beijing,2007,29(4):351 的位置以及部分数值并不完全一致.这是由于在实 (刘毅，蒋仲安，蔡卫，等.综采工作面粉尘运动规律的数值 测中存在一定的误差，以及模拟中建立的模型不可 模拟.北京科技大学学报，2007,29(4)：351) [7] 能和现场完全一致.由于吻合度较高，误差较小，不 Yang S L.Numerical simulation of 3-dimensional dust distribution on long wall coal faces.China Saf Sci J,2001,11 (4):61 影响数值模拟的结果的可信性，说明用数值模拟的 (杨胜来.综采工作面粉尘运移和粉尘浓度三维分布的数值 方法研究相关参数对综采割煤粉尘运移的影响是可 模拟研究.中国安全科学学报，2001,11(4)：61) 行的 8] Niu W,Jiang Z A,Liu Y.Numerical simulation on dust move-北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 7 不同壁面条件下粉尘质量浓度沿程分布 Fig． 7 Dust mass concentration distribution under different wall con￾ditions 此，在实际生产中，通过煤壁洒水，保持煤壁一定的 湿润性，从而加强对沉降粉尘的捕捉，也是控制粉尘 的一种有效方法． 3 模拟结果与实测数据的对比分析 根据 GBZ /T192. 1—2007《工作场所空气中粉 尘测定》及相关文献粉尘采样点布置方法，在 2225 工作面人行道呼吸带高度沿程布置多个测点，采用 AKFC--92A 粉尘采样仪对逆风割煤时粉尘质量浓度 进行测定，每个点测三次，结果取平均值． 模拟结果 与实测数据对比如图 8 所示． 图 8 模拟与实测粉尘质量浓度对比 Fig． 8 Comparison of dust concentration between the simulated mod￾el and field measurement 从图 8 可以看出，模拟结果中人行道呼吸带高 度粉尘质量浓度分布曲线与现场实测数据分布规律 基本吻合，均为在采煤附近达到最大峰值后缓慢下 降，最终稳定在 160 mg·m － 3 左右，但二者峰值出现 的位置以及部分数值并不完全一致． 这是由于在实 测中存在一定的误差，以及模拟中建立的模型不可 能和现场完全一致． 由于吻合度较高，误差较小，不 影响数值模拟的结果的可信性，说明用数值模拟的 方法研究相关参数对综采割煤粉尘运移的影响是可 行的． 4 结论 ( 1) 工作面风速增大有利于排尘，但风速的增 加也会加大割煤产尘量，并且不利于粉尘的沉降． 在满足瓦斯排放等其他需风要求下，工作面平均风 速为 1. 4 m·s － 1 时，降尘效果最好． ( 2) 采煤机滚筒转速越低，粉尘的浓度越低． 从 控制粉尘角度考虑，在满足生产要求的前提下，滚筒 转速不宜超过 2. 5 rad·s － 1 ． ( 3) 溜子的运行会对工作面流场形成扰动，影 响粉尘的沉降． 模拟结果显示，当溜子的速度不超 过 1. 5 m·s － 1 时，有利于粉尘的沉降． ( 4) 壁面对粉尘的捕捉也是影响粉尘质量浓度 的一个关键因素，可通过向煤壁洒水等措施来保持 壁面湿润，达到辅助降尘的目的． 参 考 文 献 ［1］ Wang X Z，Jiang Z A，Wang S W，et al． Numerical simulation of distribution regularities of dust concentration during the ventilation process of coal roadway driving． J China Coal Soc，2007，32( 4) : 386 ( 王晓珍，蒋仲安，王善文，等． 煤巷掘进过程中粉尘浓度分 布的数值模拟． 煤炭学报，2007，32( 4) : 386) ［2］ Jiang Z A，Chen J S，Niu W，et al． Numerical simulation of dust concentration distribution regularity in a belt conveyer roadway． J Univ Sci Technol Beijing，2012，34( 9) : 976 ( 蒋仲安，陈举师，牛伟，等． 皮带运输巷道粉尘质量浓度分 布规律的数值模拟． 北京科技大学学报，2012，34( 9) : 976) ［3］ Shi C H，Ou S N，Jin L Z． Study and analysis on the law of mo￾tion of the coal dust． J Univ Sci Technol Beijing，2007，29( Suppl 2) : 1 ( 施春红，欧盛南，金龙哲． 矿井粉尘运移规律的试验研究． 北京科技大学学报，2007，29( 增刊 2) : 1) ［4］ Alam M M． An Integrated Approach to Dust Control in Coal Mining Face Areas of a Continuous Miner and Its Computational Fluid Dy￾namics Modeling ［Dissertation］． Carbondale: Southern Illinois University Carbondale，2006 ［5］ Witt P J，Carey K G，Nguyen T V． Prediction of dust loss from conveyors using computational fluid dynamics modelling． Appl Math Modell，2002，26: 297 ［6］ Liu Y，Jiang Z A，Cai W，et al． Numerical simulation of the dust movement rule in fully-mechanized coal faces． J Univ Sci Technol Beijing，2007，29( 4) : 351 ( 刘毅，蒋仲安，蔡卫，等． 综采工作面粉尘运动规律的数值 模拟． 北京科技大学学报，2007，29( 4) : 351) ［7］ Yang S L． Numerical simulation of 3-dimensional dust distribution on long wall coal faces． China Saf Sci J，2001，11( 4) : 61 ( 杨胜来． 综采工作面粉尘运移和粉尘浓度三维分布的数值 模拟研究． 中国安全科学学报，2001，11( 4) : 61) ［8］ Niu W，Jiang Z A，Liu Y． Numerical simulation on dust move- ·720·