采掘工作面的风量计算

现有的矿井通风教科书中关于采掘工作面的风量计算存在二个问题:一是很少讨论需要的通风时间问题;另一是计算风量的公式中存在供风量与产量的一次方成正比的关系。本文导出采掘工作面稀释有害气体和烟尘的计算公式,说明供风量与通风时间和有害气体浓度之间的关系,并附有计算例题。建议在高沼气(成二氧化碳)矿井的采掘工作面的风量计算以沼气或二氧化碳的涌出量为计算依据,在低沼气或二氧化碳矿井以最优气侯条件为风量的计算依据。     

热压自然通风房间的瞬态污染状况分析

热压自然通风向稳态发展的过程中室内空气污染状况必然会不断变化.在热压自然通风瞬态模型的基础上,给出了自然通风的污染物输送模型,理论分析了典型条件下通风房间内污染物浓度的瞬变过程,讨论了主要因素对室内瞬态污染物浓度的影响.研究表明,室内热空气层的污染物浓度和原有冷空气层的污染物浓度均是先升高后降低,且前者的最高值大于后者.增大热源浮升力通量或有效通风面积、减小房间面积或房间高度均可以加速室内污染物浓度的变化,但是增大热源浮升力通量或减小房间面积对污染物浓度的峰值没有影响,而增大有效通风面积或减小房间高度却会使污染物浓度峰值升高.     

矿井通风阻力测定方法解析

矿井通风阻力测定工作是通风技术管理的重要内容之一,其目的在于检查通风阻力的分布是否合理,某些巷道或区段的阻力是否过大,为改善矿井通风系统,减少通风阻力,降低矿井通风机的电耗以及均压防灭火提供依据。此外,通过阻力测量,还可计算出矿井各类巷道的风阻值和摩擦阻力系数值,以便在通风技术管理和通风计算时使用。研究结果为科学、合理地开展矿井通风阻力测定提供技术支持。     

自然置换通风对温暖房间内污染物的冲刷效应

针对室内初始温度高于室外温度房间的典型自然置换通风情形,在瞬态通风理论模型的基础上,给出了室内污染物守恒方程,并进行数值求解,分析了瞬态通风过程对室内污染物的冲刷效应.结果表明:通风过程中,室内原有热空气层和上部新形成的热空气层的污染物浓度均逐渐降低,且前者下降速度较快;室内初始温度较高时,热源浮升力通量较大,在有效通风面积较大或房间面积较小的条件下,室内原有热空气层和上部热空气层的污染物浓度均较低;房间高度仅影响室内上部新形成热空气层的污染物浓度,且高度越低,该空气层的污染物浓度衰减越快.     

土介质中污染物迁移模型的同伦分析解

针对现有解析方法的局限性,引入同伦分析法求解土介质中污染物迁移问题.通过选取辅助线性算子和非线性算子,构造零阶形变方程,编制了计算程序.应用同伦分析法求解了具有一般初始条件的恒源浓度下考虑污染物降解作用的对流-扩散模型,获得的解答与精确解吻合良好,证明了该方法的正确性.然后将同伦分析法推广到求解考虑源浓度随时间按指数衰减的一维污染物迁移模型,克服了常规方法难以直接求解的缺陷,获得了污染物浓度随时间和空间变化的理论解答.实例计算表明,同伦分析法可以求解具有更一般初始条件的复杂的污染物迁移模型,并且数学概念清楚、计算简便,是研究污染物迁移问题的一种有效方法.     

矿井密闭巷道内瓦斯排放的数学模型

 矿井密闭巷道的瓦斯排放属于矿井通风管理中重要的非正常作业,应对瓦斯排放的过程进行详细的设计以保证排放过程的安全。在瓦斯排放速度不变的条件下,假设巷道内瓦斯与新鲜风流瞬间充分混合,则巷道瓦斯浓度在排放过程中均匀变化。在与传统瓦斯排放方法比较的基础上,建立一种新的瓦斯排放数学模型。该模型推导了巷道内瓦斯浓度与排放速度、排放时间和全负压通风量等参、变量之间的依赖关系。通过计算在排放过程中的危险时间长度及排放风险,得出危险排放时间与初始浓度无关、排放风险与排放率无关的重要结论。最后通过一个瓦斯排放算例,证明了该数学模型的优越性。     

突出瓦斯流与矿井通风系统耦合移动仿真

针对2009年重庆松藻煤电有限公司同华煤矿“5·30”特别重大煤与瓦斯突出事故,运用有源通风网络理论和数值模拟仿真技术(开发了计算机仿真系统),对瓦斯突出时期矿井通风系统突变过程进行了详细模拟。突出后矿井通风系统一般经历突出溢流、自然流动和通风顺流3个过程。在突出源动力作用下,做辐射流动,可沿主进风大巷逆流;瓦斯先灌入主通风巷道,滞后进入低风量风门巷道或硐室,导致这些巷道的瓦斯浓度超限,威胁矿井安全。突出完成后,瓦斯动力消失,矿井在瓦斯自然风压的作用下开始自然流动。在恢复通风后,矿井在通风机动力作用下瓦斯开始随风流动。受瓦斯自然风压干扰,通风机工况点出现频繁变动(与巷道网结构有关),随着瓦斯排净,恢复到原来的工作状态。值得注意的是,低风量巷道和硐室中的瓦斯滞留时间相对较长,成为持续性瓦斯供给源,十分危险;此外,主流巷道与支路低风量巷道之间的延迟灌入或瓦斯滞留产生的瓦斯自然风压,导致局部回路发生逆转的风流紊乱现象,也容易扩大瓦斯波及范围,或形成瓦斯排放延迟与滞留。     

客车车内空气污染特征

研究了客车空气中的污染物及其变化规律。结果表明:客车内空气中的污染物主要成分为甲醛、甲苯和二甲苯,其质量浓度与车内内饰材料的使用情况有关;当车内温度升高10℃时,客车内污染物的质量浓度大约增加0.5~1.5倍;车内污染物的质量浓度随时间延长不断衰减,约10 d后趋于稳定;发动机运转时客车内污染物质量浓度升高,车内的空气质量变差;自然通风(开窗)与循环通风(开启空调)均可使车内污染物质量浓度迅速下降,但自然通风方式效果更好。     

复式地下车库通风量确定与风口布置优化分析

基于国内外现有车库通风量计算理论,借助CFD方法,对复式地下车库在不同通风量和不同排风口设置位置下的通风气流组织效果进行了分析.结果表明,复式地下车库的通风量确定可采用单台车所需排气量法估算并推荐采用稀释浓度法进行计算;其排风口宜布置于车库顶部以有效排除污染物,满足通风卫生要求.     

井巷风压突变时期的矿内非稳定通风问题

矿井中风机突然启动或停止运转、瓦斯与煤岩突出、瓦斯或煤尘爆炸以及放炮等都可以引起井巷风压瞬间发生跳跃式的突变。风压突变后,巷道风量也发生变化,这时的矿井通风处于非稳定状态。本文应用流体力学基本原理,分析讨论井巷风压突变时期的矿井非稳定通风过程及其计算方法。图4,表1,参7。     

矿井火灾时期温度分布数值模拟

矿井发生火灾时，由于风流温度的变化，在井巷中会产生“浮力效应”和“节流效应”，风流受火灾动力的作用，容易引起其状态紊乱，甚至造成整个通风系统风流状态的混乱。矿井火灾时期温度不易直接测量，本文提出了矿井火灾时期温度分布计算数学模型，结合人工智能理论中的深度优先搜索法，编写了火灾时期烟流传播过程及温度分布的软件，对矿井火灾时期烟流传播过程及温度分布进行了数值模拟，对制定火灾预案及火灾时期决策具有重要意义。同时利用深度优先搜索法，确定了火灾时期任一时刻非污染范围、污染范围、火区和可能污染范围，为确定避灾路线和救护路线提供了依据。     

卸矿站粉尘质量浓度分布的数值模拟

针对卸矿站卸矿时巷道内粉尘浓度严重超标这一现状,根据相似性原理,运用fluent软件对卸矿站卸矿时巷道内粉尘浓度分布进行模拟,得出不同监测面粉尘浓度随时间变化规律,并与现场实测数据对比分析,模拟结果与实测数据基本吻合。研究表明,卸矿时粉尘浓度分布受冲击风流影响较大,卸矿站巷道内粉尘主要由卸矿坑产生,经冲击风流携带而出,造成巷道内粉尘浓度较大;定期对卸矿站壁面进行洒水,不仅能清除卸矿站壁面粉尘,而且能在一定程度上吸附新产生粉尘,降低巷道内粉尘浓度。     

基于COwZ模型的机舱环境模拟研究

摘要 机舱内部气流组织及污染物传播的研究对于创造舒适和健康的机舱环境是十分重要的。为了快速的得到机舱内部气流分布及污染物传播规律,本文选用COwZ模型,它是多区域模型的一种,应用4排座机舱模型对COwZ 模型进行了模型验证,把模拟结果与实验值进行比较,气流组织与实验测的的趋势符合,大部分实验测量点污染物无量纲比值的相对误差率在25%以内,得出结论COwZ预测机舱环境是可行的。     

掘进巷道风流温度场分布规律的研究

从质量，能量和动量守恒原理出发，导出了描述掘进巷道风流紊流流动和温度分布的微分方程，通过理论分析和现场实测，系统地开展矿内掘进巷道风流流场和风流温度场的分布规律及其耦合作用机理的理论分析研究，并采用SIMPLE算法，利用PHOEENICS程序进行数值模拟，初步得步了掘进巷道风流温度随风速提高呈负幂函数规律降低，随入风流温度升高而线性升高的变化规律，对矿井掘进工作面高温治理具有一定的指导意义和使用价值。     

采煤机对回采工作面风流温度场影响

从质量和能量守恒定律出发，研究矿内风流流场和风流温度场的分布规律及其耦合作用机理，导出了矿井风流紊流流动和温度分布的微分方程。采用紊流模型的K-ε方程封闭方程组，采用SIMPLE方法，利用PHOENICS程序进行数值求解。通过数值模拟，初步得出了矿井回采工作面风流流场、温度场与采煤机在工作面的位置和采煤机割煤方向的变化规律，采煤机是回采工作面的主要高温热源之一。     

Modeling and Assessment of Buoyancy-Driven Stratified Airflow in High-Space Industrial Hall

In industrial environment,heat sources often are contaminant sources and health threatening con-taminants are mainly passive,so a detailed understanding of airflow mode can assist in work environment hy-giene measurement and prevention.This paper presented a numerical investigation of stratified airflow scenario in a high-space industrial hall with validated commercial code and experimentally acquired boundary conditions.Based upon an actually undergoing engineering project,this study investigated the performance of the buoyancy-driven displacement ventilation in a large welding hall with big components manufactured.The results have demonstrated that stratified airflow sustained by thermal buoyancy provides zoning effect in terms of clean and polluted regions except minor stagnant eddy areas.The competition between negative buoyant jets from displace-ment radial diffusers and positive buoyant plume from bulk object constitutes the complex transport characteris-tics under and above stratification interface.Entrainment,downdraft and turbulent eddy motion complicate the upper mixing zone,but the exhaust outlet plays a less important role in the whole field flow.And the corre-sponding suggestions concerning computational stability and convergence,further improvements in modeling and measurements were given.     

采空区开区注氮防灭火的数值模拟研究

用迎风有限元法求解了采空区气体渗流方程和氧气的渗流-消耗-弥散方程,用图象显示了注氮时采空区的流态、氧浓度分布变化的流体力学过程和注氮防灭火机理.注氮气能改变采空区的漏风流态,并以氮气等量抑制工作面向采空区的漏风,减少了向采空区的供氧.在采空区的入风隅角处顺流注氮,有利于氮气沿漏风流势移动.注氮流量与氧的惰化浓度线位置近似呈反比例关系.给出用数值模拟确定注氮流量的方法.图7,参8.     

井巷围岩与风流间不稳定换热系数的探讨

本文讨论了国内外对影响矿井温升的关键参数——井巷围岩与风流间不稳定换热系数K值的研究,阐明其本质及影响因素,着重探讨了K值的理论计算公式、理论曲线;并用曲线拟合多元回归的数学方法,采用电算程序求得了K值实用近似计算公式,突破了风温预测计算中K值没能以函数形式编入电算程序的难点,从而为井下风温预测电算化创造了良好条件。     

矿内空气非定常流动数值模拟分析

建立井巷内空气非定常流动能量方程和通风网络中非定常流的数学模型。根据该模型可以模拟出矿井通风系统内非稳态下任意时刻、任意位置的风压和通过风量。分析了由进风井提升容器升降、矿车运行等扰动源引起风流脉动时巷道空气压力和风量变化规律。在扰动源有规律地扰动过程中，所引起的巷道空气压力和风量变化可视为周期振荡。     

粘土衬垫系统污染物迁移规律研究

对通过土工合成粘土衬垫(GCL)和压实粘土衬垫(CCL)的污染物质量浓度分布、平流量、扩散量及积聚等进行了计算分析并讨论了污染物通过GCL和CCL迁移的各种情况．计算分析结果表明：GCL底部质量浓度比的增长速度比CCL的快得多；通过GCL和CCL的扩散量随时间减小，平流量随时间增加。但二者随时间的变化不同步；前lla，污染物通过GCL的迁移量大于通过CCL的迁移量。lla以后，通过CCL的迁移量大于通过GCL的迁移量，这种趋势贯穿于废弃物处理系统的整个有效运行期间．