综采工作面呼吸性粉尘浓度分布规律及其与湍流强度关系的数值模拟研究

作者

向晓刚孙少伟赵美成邓小良李鹏徐锐安世岗江丙友祝文军余国锋任波
单位

中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室四川大学物理学院西安交通大学能源与动力工程学院神华神东煤炭集团技术研究院江西安源通风设备有限公司安徽理工大学煤炭开采国家工程技术研究院广东贺尔环境技术有限公司
摘要

利用流体动力学软件FLUENT,采用离散相与连续相双向耦合的方法对神东哈拉沟煤矿22410综采工作面的呼吸性粉尘的浓度分布及运动规律进行了3D数值模拟。结果表明:割煤机产生的呼吸性粉尘浓度峰值逐渐由靠近煤层侧向液压支柱侧偏移,导致液压支柱侧的粉尘浓度增加;同时发现割煤机侧的呼吸性粉尘粒径越小越容易扩散到液压支柱侧;对呼吸性粉尘的浓度分布与湍流强度的关系分析后发现,综采面巷道中的流场湍流强度呈准周期性、强弱交替变化,割煤机侧与液压支柱侧湍流强度刚好互补;在割煤机侧,呼吸性粉尘浓度越大,湍流强度相对越小,风速相对较大;在液压支柱侧,湍流强度越大,粉尘浓度越大,与割煤机侧相反。
关键词

综采工作面 CFD模拟呼吸性粉尘浓度分布湍流强度
基金项目(Foundation)

中国神华能源股份有限公司科技创新项目及重点基础研究发展计划资助项目（SHGF-16-14）；国家重点研发计划资助项目（2017YFC0805202）；江西省"双千计划"工业粉尘治理创新团队资助项目（S2018CXTD1051）
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