综放面放煤口引风水幕降尘降瓦斯技术研究

摘要

目前,我国具有高瓦斯和高粉尘危害的矿井大量存在,严重威胁到煤矿安全生产和人员健康。在作为综合机械化放顶煤开采技术最基本的生产工序的放煤工序中,放煤口成为瓦斯和粉尘的主要来源之一。本文着眼于解决高瓦斯高粉尘综放面的瓦斯和粉尘治理问题,研制引风水幕降尘降瓦斯技术,并对引风水幕降尘降瓦斯技术的除尘降瓦斯效果进行实验研究,其特点是结构简单,安全性能好,适用性广。
　　 本文研究的主要内容有引风水幕降尘降瓦斯系统的理论研究,包括液气射流理论、引风水幕技术除尘理论、引风水幕技术治理瓦斯理论等。自吸式引风水幕发生器进行参数优化实验,包括喷嘴的选定、不同水压、不同喉嘴距、不同的吸入室长度等参数对引风水幕降尘降瓦斯系统的性能影响进行系统研究。对放煤作业时吸风水幕降尘降瓦斯系统于放煤口瓦斯驱散作用进行数值模拟实验。以验证吸风水幕降尘降瓦斯系统对放煤口瓦斯驱散效果,并求得自吸式引风水幕发生器组最佳安装方式。研制应用于现场的性能良好的吸风水幕降尘降瓦斯系统,要求体积合适、喷雾雾化效果好,射流卷吸作用强,自吸式引风水幕发生器形成水幕和吸风效果能起到很好的降尘降瓦斯作用。进行工业性试验,观察其现场的应用效果。
　　 本文研究的实验研究方法主要有实验室实验研究、数值模拟实验研究和现场工业性试验研究。实验室研究包括不同除尘器模型的制作、实验系统的建立、实验数据的测定分析等;采用曲线拟合和对比实验的方法,从中选择最佳的实验方案,分析得出吸风水幕发生器的最佳匹配参数;数值模拟实验主要是对吸风水幕降尘降瓦斯系统对放煤口的降瓦斯作用进行模拟计算,模拟结果确定了自吸水幕发生器的最佳安装位置,吸风水幕降尘降瓦斯技术对放煤作业时所产生的瓦斯起到了很好的控制作用,提高了煤矿生产的安全系数。通过将吸风水幕降尘降瓦斯系统及其配套设施应用于综放工作面放煤口现场,有效地解决了放煤作业时的粉尘污染和瓦斯积聚的问题,现场的工业性试验结果体现了吸风水幕降尘降瓦斯技术的经济性和实用性。
　　 总之,通过数值模拟研究和工业性试验研究,有效地验证了实验研究的正确性,很好地说明了吸风水幕降尘降瓦斯技术对放煤作业时所产生的粉尘和瓦斯的治理效果是安全和高效的。