D0I:10.13374/i.issnl001053x.2010.08.027 第32卷第8期 北京科技大学学报 Vo132 No 8 2010年8月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing Aug 2010 长压短抽式通风综掘工作面粉尘分布规律的数值模拟 杜翠凤”王辉) 蒋仲安”何宗礼胡国勇) 1)北京科技大学士木与环境工程学院，北京1000832)平顶山天安煤业股份有限公司十一矿，平项山467000 摘要以平煤集团十一矿综掘工作面为研究背景，根据经验和实际情况，确定了与掘进机相配套的长压短抽式通风除尘系 统。运用数值分析和现场测试相结合的方法，对综掘工作面粉尘分布规律进行了研究.基于GMB技术建立工作面的几何 模型，应用计算流体力学FUNT软件对该工作面应用长压短抽式通风除尘系统前后的粉尘分布进行数值模拟.数值模拟结 果与现场粉尘质量浓度测试结果相近.结果表明，采用长压短抽式通风除尘系统除尘效率达9%以上，可使综掘工作面的粉 尘质量浓度接近或达到1.0X105kgm. 关键词综掘工作面：通风除尘系统：粉尘分布：数值模拟 分类号TD714R1363 Numerical simu lations of dust distribu tion in a fully m echan ized excavation face w ith far_pressing_near_absorp tion ventilation DU Cui feng WANGHu JIANG Zhag an.HE ZongR.HU Gua yong 1)ShoolofCivil and EnvirormenlEngineering University of Science and Technokgy Beijing Beijng 100083 China 2)Mne11.Pirgdingshan TananMining Co Ld.Pngdngshan467000 Chna ABSTRACT Based on experience and acual sitation a farpressng near absorp ton FPNA)ventilation system which matches w ih head ingmachneswas detemined with a fully mechan ized excavation ace n Mine 11 of Pingmei Group as he research back ground Dust distribu tons n a fillymechan ized excavation acewere sud ed by nuerical sinu atpns and n sium easuremen ts A ge ametric modelof he ace was built w ith GAMBIT technopgy and dust distributpns bepre and after app yng the vetilation syskm were respectiveyy sinu lted using com putatpnal flud dynamics software FIJENT The smu lation results of dust mass concentration are in agrem entwith the n situ measurment data It is shown that the dust collection effciency ismore than 95%w ith he use of the ven tiltpn system and he dust mass concentrations n he excavation face meetw ith or come close pL0X 105 kg m3. KEY WORDS fully mechanized excavation face ventiaton dust removal syste dustd istrbution numerical siulton 在煤矿的各个工作面中，综掘工作面是产尘量 1长压短抽式通风除尘系统 最大的尘源之一，现场数据表明，在不采取任何除 尘措施的情况下，综掘工作面的粉尘质量浓度能达 粉尘治理要从尘源治理入手，因此，合理的 到Q002-0.003kgm31·,而且独头的综掘巷道通 通风除尘系统，应能在粉尘颗粒扩散前有效地控制 风距离长，粉尘不易排除.职业病防治中心等机构 掘进机产生的粉尘，并把含尘空气吸入除尘器中加 对煤矿工人各工种尘肺病的患病率进行调查，数据 以净化，以提高除尘效率.目前国内外主要有三种 显示掘进工人的尘肺病患病率最高2-.因此，必须 通风除尘系统：长抽长压通风除尘系统、长抽短压通 对掘进过程中产生的粉尘予以重视.平煤集团十一 风除尘系统和长压短抽通风除尘系统.根据平煤十 矿丁5-6-22121综掘巷道的粉尘质量浓度高达 一矿丁5-6-22121综掘巷道通风方式的特点，选择 0.001~0.002kT,亟待采取有效的除尘降尘 长压短抽通风除尘系统一新鲜风流经压入式长风 措施. 筒送入工作面，工作面污风经抽出式通风除尘系统 收稿日期：2010-03-15 作者简介：杜翠风(1966)，女，副教授，博士，Ema1 ducui派n@126cm第 32卷 第 8期 2010年 8月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.32 No.8 Aug.2010 长压短抽式通风综掘工作面粉尘分布规律的数值模拟 杜翠凤 1) 王 辉 1) 蒋仲安 1 ) 何宗礼 2) 胡国勇 2 ) 1) 北京科技大学土木与环境工程学院, 北京 100083 2) 平顶山天安煤业股份有限公司十一矿, 平顶山 467000 摘 要 以平煤集团十一矿综掘工作面为研究背景, 根据经验和实际情况, 确定了与掘进机相配套的长压短抽式通风除尘系 统.运用数值分析和现场测试相结合的方法, 对综掘工作面粉尘分布规律进行了研究.基于 GAMBIT技术建立工作面的几何 模型, 应用计算流体力学 FLUENT软件对该工作面应用长压短抽式通风除尘系统前后的粉尘分布进行数值模拟.数值模拟结 果与现场粉尘质量浓度测试结果相近.结果表明, 采用长压短抽式通风除尘系统除尘效率达 95%以上, 可使综掘工作面的粉 尘质量浓度接近或达到 1.0 ×10 -5 kg·m-3. 关键词 综掘工作面 ;通风除尘系统;粉尘分布;数值模拟 分类号 TD714;R136.3 Numericalsimulationsofdustdistributioninafullymechanizedexcavationface withfar-pressing-near-absorptionventilation DUCui-feng1) , WANGHui1) , JIANGZhong-an1) , HEZong-li2) , HUGuo-yong2) 1) SchoolofCivilandEnvironmentalEngineering, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China 2) Mine11, PingdingshanTiananMiningCo.Ltd., Pingdingshan467000, China ABSTRACT Basedonexperienceandactualsituation, afar-pressing-near-absorption( FPNA) ventilationsystem whichmatches withheadingmachineswasdeterminedwithafullymechanizedexcavationfaceinMine11 ofPingmeiGroupastheresearchback￾ground.Dustdistributionsinafullymechanizedexcavationfacewerestudiedbynumericalsimulationsandinsitumeasurements.Age￾ometricmodelofthefacewasbuiltwithGAMBITtechnology, anddustdistributionsbeforeandafterapplyingtheventilationsystem wererespectivelysimulatedusingcomputationalfluiddynamicssoftwareFLUENT.Thesimulationresultsofdustmassconcentrationare inagreementwiththeinsitumeasurementdata.Itisshownthatthedustcollectionefficiencyismorethan95% withtheuseoftheven￾tilationsystemandthedustmassconcentrationsintheexcavationfacemeetwithorcomecloseto1.0 ×10 -5 kg·m-3. KEYWORDS fullymechanizedexcavationface;ventilationdustremovalsystem;dustdistribution;numericalsimulation 收稿日期:2010--03--15 作者简介:杜翠凤 ( 1966 ), 女, 副教授, 博士, E-mail:ducuifeng@126.com 在煤矿的各个工作面中, 综掘工作面是产尘量 最大的尘源之一.现场数据表明, 在不采取任何除 尘措施的情况下, 综掘工作面的粉尘质量浓度能达 到 0.002 ～ 0.003kg·m -3 [ 1] ;而且独头的综掘巷道通 风距离长, 粉尘不易排除.职业病防治中心等机构 对煤矿工人各工种尘肺病的患病率进行调查, 数据 显示掘进工人的尘肺病患病率最高 [ 2--3] .因此, 必须 对掘进过程中产生的粉尘予以重视.平煤集团十一 矿丁 5--6--22121 综掘巷道的粉尘质量浓度高达 0.001 ～ 0.002 kg·m -3 , 亟待采取有效的除尘降尘 措施. 1 长压短抽式通风除尘系统 粉尘治理要从尘源治理入手 [ 4] .因此, 合理的 通风除尘系统, 应能在粉尘颗粒扩散前有效地控制 掘进机产生的粉尘, 并把含尘空气吸入除尘器中加 以净化, 以提高除尘效率 .目前国内外主要有三种 通风除尘系统 :长抽长压通风除尘系统 、长抽短压通 风除尘系统和长压短抽通风除尘系统.根据平煤十 一矿丁 5--6--22121综掘巷道通风方式的特点, 选择 长压短抽通风除尘系统 ———新鲜风流经压入式长风 筒送入工作面, 工作面污风经抽出式通风除尘系统 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2010.08.027