煤炭科学技术

作者：张增辉, 刘彦青, 李瑞卿, 张浪, 李伟,

关键词：掘进工作面, 数值模拟, 截割区域, 粉尘浓度, 风筒布置,

为了提高长压短抽式局部通风掘进工作面除尘效率，量化分析掘进工作面风流场分布特征和综掘机截割掘进工作面全过程控尘效果，优选掘进巷道断面内除尘风筒最佳布置位置。首先根据风流作用下粉尘颗粒受力分析，构建考虑巷道风流状态、粒径等粉尘特性的巷道风流中粉尘颗粒运动模型，将掘进工作面断面划分为9个产尘区域，真实还原在综掘机截割过程中的产尘过程。以保德煤矿81205运输巷综掘工作面为研究对象，结合综掘工作面风流场N-S模型和REG k - \varepsilon 模型，建立综掘机截割掘进工作面全过程条件下综掘工作面风流粉尘运移数值模型。在此基础上利用正交对比试验方法，模拟分析了不同尘源区域条件下除尘风筒分别布置位于“巷道中央上方位置”、“巷道侧帮上部位置”、“巷道侧帮中部位置”情况下巷道风流场分布规律与除尘效果，开展现场测试分析，研究表明：不同截割区域产尘源条件下巷道内粉尘运移扩散表现出明显差异性，且模拟与试验条件下粉尘运移扩散变化趋势基本一致，表明用宫格切割法细分掘进工作面断面尘源更贴合掘进工作面实际截割产尘过程；模拟与试验条件下除尘风筒位于巷道侧帮上部位置条件下司机位置（距离工作面10 m巷道位置）处于涡流负压区域，人员作业区域（距离工作面28 m巷道位置）风速流场平稳，最有利于控尘，除尘风筒位于巷道中央上方位置次之；除尘风筒位于巷道侧帮上部位置条件下呼吸高度位置（距离巷道底板1.5 m高度）粉尘浓度最低、粉尘扩散区域和粉尘扩散总量最小，当综掘机截割掘进工作面断面上部和中部区域时更为为明显。

来源：2025年第10期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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