空气幕控制矿内废气污染的研究.pdf

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第16卷第1期
中国矿业
2007年1月
CHINA MINING MAGAZINE
anuary 2007
空气幕控制矿内废气污染的研究
王海宁
江西理エ大学?贛州341000)
摘要:矿山井下的作业空间狭小,作业过程中产生的废气污染倍受关注。论文在某矿的主要运输
中段应用多机并联空气幕将地表约40m3?s'的新鲜风引射到该中段,有效控制了作业区的污风循环,
降低作业区的风温5℃~10℃,不仅显著改善作业区的作业环境,保护工人的身体健康,而且有利于提
高柴油机设备的运行效率和矿山的安全生产。
关键词:空气幕矿井柴油机废气污染控制
中图分类号:TD265.8文献标识码:B文章编号:1004-4051(2007)01-0102-03
APPLICATON OF AIR CURTAIN ON MINE POLLUTION CONTROL
Ig haining
(Jiangxi University of Science and Technology Ganzhou 341000)
Abstract: In this paper, air cuetain with multi-parallel fans was employed at major transportations in a
mine of China to blow fresh air into this midsection at about 40ms .The polluted air circulation in the
work zone was effectively controlled, and the air temperature in the work zone was decreased by 5--10C
It was found that air curtain could not only improve the working environment, protect workers,health, but
also increase the operating efficiency of diesels, all of which proved to be conducive to mine production safe-
Key words: Air cuetain Mine Pollution control
自从空气幕问世以来,空气幕已在公共场所和1现场应用研究条件及意义
高层建筑的火灾防治等方面得到了广泛应用-
现场试验矿山为某地下开采矿山。由于矿井风
而隔断巷道风流的矿用空气幕的研究与应用,则是机的作用能力,不足以克服某主要运输中段的通风
20世纪50年代オ开始应用。到199年,矿山空阻力,原设计设置的风机机站又无法实现,因而地
气幕的应用已不局限于此,已有人将它用于隔离媒表的新鲜风无法进入该中段的主要作业区,使得该
矿综采工作面的呼吸性粉尘,收到良好效果6-。中段无轨柴油运输设备作业时产生的尾气难以及时
目前,有不少矿山井下的运输巷道内,存在导致环排走,导致作业区及附近运输道的风质状况极差,
境污染的风涴短路、污风循环等难题,因此,空气氧气浓度偏低,有毒有害物质浓度严重超标,风温
幕在矿井环保方面,具有广阔的应用前景。
高达38℃。尽管在巷道顶部吊装了局扇,作业区
在矿山,前人大多是研究与应用空气幕隔断巷附近仍是污风循环,随着作业时间的延长,有毒有
道风流,而用空气幕替代风机机站引射风流控制污害物质不断聚集,巷道内空气质量不断恶化,这不
风循环,尚未从理论和实践上进行研究,尤其是未仅严重危害工人的身体健康,而且巷道内的可见度
在大断面大压差条件下进行试验研究。本文则是在降低,影响生产效率和行车安全。因此,研究一种
应用空气幕引射风流控制井下运输巷道内的污染方行之有效的新办法,将地表的新风送到该中段作业
面进行试验研究,以丰富空气幕的应用途径。
区,并及时排走作业产生的污风,对保护井下环境
基金项目:国家“十五”科技攻关专题项目,编号
和工人的身体健康,具有十分重要的意义。
2004BA615A-04-5
该中段平面示意图如图1所示。在确定空气幕
收蒋日期:200607一21
控制污染方案之前,对井下的部分网络的风流状况
作者筒介:手海宁1965-)男要怀宁人博士江西理エ进行了测定,结果如表1。
面的教
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第1期
王海宁等:空气幕控制矿内废气污染的研究
Pr、Pn一断面I、Ⅱ处的风流的静压,Pa;
矿粉回收道
K.一一试验系数;
o-一空气密度,kg?m;
空气幕的出口平均风速,m?s
巷道风阻,N
空气幕
S一巷道断面积,m2;
:气幕
S.-空气幕出口断面积
O
斜
管线井
焚
道
1号溜井2号溜井
图1空气幕安装点及测点布置示意图
1一中段运输道,2一副井运输石门,
3-斜坡道口,4-中心溜井环形绕道
表1空气幕安装前中段风流状态
图2多机并联空气幕引射风流的流动模型
风速
地点
风量静压差风温备注
/m?s-1/m3?s-1/Pa/C
由上式可知,多机并联空气幕的引射风量与巷
东、西副井马头门0.15
道断面积、并联风机台数、空气幕出口断面积、巷
运输巷道
492.0向副井道风阻、并联空气幕中单台空气幕及单机空气幕的
中段中心溜井0.030.57
3.0风向东风量比等有关。在实际应用中,首先要在现场测定
斜坡道口
0.36
3524.6向副井安装空气幕巷道的风量、断面积、巷道风阻、安装
点临时密闭两侧的静压差等参数,再依据引射风量
从现场的实际情况知,中段运输道和往斜坡道公式,确定空气幕所需提供的有效压力,根据有效
口的最小过车断面为4.0×4.4m2。由于斜坡道有压力设计空气幕,包括风机的数量、风机的布置形
效断面的宽度为4.6m,断面积大,若空气幕安装式以及空气幕出口断面积等。
在巷道的一侧,则不利于形成有效的空气幕。因
从表1的测定结果,可以确定运输巷道采用两
此,确定在巷道同一断面的两侧,分别安装空气幕道多机并联运行的空气幕,即在运输道安装空气幕
并联运行,使两股扁平气幕在巷道中心线交汇,形向中心溜井引射新鲜风流,在斜坡道口安装空气幕
成稳定的引射气流。从表1的测定结果和中段网络阻隔上行的污风,减少或避免中心溜井附近的污风
优化结果可知8,该中段作业区需要30m3?s-1凤循环,控制作业区的污染,空气幕的安装点如图1
量,安装在中段运输道的空气幕,既要克服反向风所示。具体空气幕风机型号和供风器尺す等技术参
流49Pa的风压,又要克服中段网络约90Pa的通数如表2。
风阻力。
表2空气幕风机及主要技术参数
2技术方案及空气幕选型
安装地点凤机型号电机功率供风器出口数量叶片
空气幕
根据多机并联空气幕引射风流的流动模型图
/kW尺寸/m2/台安装角/°
2,进行半理论半经验分析,多机并联空气幕引射
运输道K45-6No13
302.0X0.544
风量Q的表达式为:
斜坡道口K45-6M1218.52.0X0.464
Q=/K