綜放面多塵源粉塵分布規(guī)律數(shù)值模擬及實(shí)測(cè)

王洪勝，譚 聰，蔣仲安，張義坤，王 明

(1.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院，100083北京;2.北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所，100054北京)

綜放工作面是煤礦井下最大的產(chǎn)塵場(chǎng)所，粉塵濃度高達(dá)1 500 mg·m-3以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家有關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn).嚴(yán)重威脅煤礦工人的身心健康，還大大惡化了工作條件，加大了機(jī)械設(shè)備的磨損，還有煤塵爆炸的危險(xiǎn)［1-3］.同時(shí)，綜放工作面生產(chǎn)工序多、塵源多、現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，粉塵治理難度較大.因此，研究綜放工作面各塵源粉塵分布規(guī)律，對(duì)于有針對(duì)性地采取合理的粉塵治理措施有重要的指導(dǎo)意義.

數(shù)值模擬作為一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的研究方法，在粉塵控制方面得到廣泛應(yīng)用.Alam［4］利用Fluent模擬了巷道設(shè)備運(yùn)行條件下的粉塵分布及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，Witt等［5］針對(duì)傳輸裝置產(chǎn)生的揚(yáng)塵，利用計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)流體模型預(yù)測(cè)其運(yùn)動(dòng)軌跡.在國(guó)內(nèi)，蔣仲安等［6］針對(duì)綜采工作面粉塵運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，程衛(wèi)民等［7］針對(duì)綜掘工作面粉塵控制進(jìn)行了數(shù)值模擬，秦躍平等［8］針對(duì)綜掘面粉塵運(yùn)移進(jìn)行了數(shù)值模擬，趙振保等［9］針對(duì)綜放面粉塵分布進(jìn)行了數(shù)值模擬，并取得了一定的成果.其他學(xué)者也在粉塵運(yùn)移數(shù)值模擬方面做了大量工作［10-14］，但這些研究?jī)H探討了工作面整體粉塵分布情況，未能詳細(xì)研究各個(gè)塵源的粉塵分布規(guī)律.本文采用數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法，深入探討了綜放工作面割煤、移架、放頂煤、轉(zhuǎn)載4大工序單獨(dú)作業(yè)以及同時(shí)作業(yè)時(shí)的粉塵分布規(guī)律，為綜放工作面單塵源降塵和多塵源降塵的有機(jī)結(jié)合提供了技術(shù)支持.

1 模型的建立

1.1 氣固兩相模型的確定

粉塵在空氣流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上屬于氣固兩相流運(yùn)動(dòng)［15-17］.氣固兩相流動(dòng)理論主要有3種觀點(diǎn):第1種是將粉塵顆粒作為擬流體，假設(shè)其在空間中有連續(xù)的速度、溫度分布及等價(jià)的輸送性質(zhì)，將粉塵顆粒相與氣體相均在歐拉坐標(biāo)系下處理;第2種是在歐拉坐標(biāo)系下考察氣體相的運(yùn)動(dòng)，而將粉塵顆粒作為離散相，在拉格朗日坐標(biāo)系下研究粉塵顆粒相的運(yùn)動(dòng);第3種是將流體作為擬顆粒，從單顆粒尺度上描述流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)特征，將氣相和粉塵顆粒相均在拉格朗日坐標(biāo)系下處理.本文采用第2種觀點(diǎn)，建立歐拉—拉格朗日模型，將工作面風(fēng)流作為背景流體，用歐拉法進(jìn)行求解;將粉塵看作離散分布于風(fēng)流中的顆粒，運(yùn)用拉格朗日法對(duì)粉塵的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行求解.

1.2 幾何模型的建立

某礦某綜放工作面，煤層平均厚度14.44 m，采高3.9 m，平均放煤高度 10.54 m，平均控頂距 6 m，傾斜長(zhǎng)207 m，走向長(zhǎng)1 932.6 m，工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量2 087 m3·min-1.采用單一走向長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化低位放頂煤開(kāi)采，用Eickhoff SL-500AC型采煤機(jī)落煤、裝煤，42×1000×268AFC 2×1050KW TTT 型前部刮板運(yùn)輸機(jī)和42×1250×268AFC 2×1050KW TTT型后部刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，ZF15000/27.5/42型低位放頂煤支架支護(hù)頂煤、頂板.進(jìn)風(fēng)巷中設(shè)有皮帶機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、移動(dòng)變電站、各部開(kāi)關(guān)、自動(dòng)控制站、乳化液泵站、噴霧泵站等;回風(fēng)巷為運(yùn)輸巷.

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際簡(jiǎn)化模型，將采煤機(jī)機(jī)身、電纜槽視為規(guī)則的長(zhǎng)方體，搖臂簡(jiǎn)化為與實(shí)際外形相近的規(guī)則狀，滾筒簡(jiǎn)化為圓柱體加圓柱型截齒，液壓支柱簡(jiǎn)化為規(guī)則圓柱體，建立一個(gè)長(zhǎng)120 m、寬6 m、高3.9 m的長(zhǎng)方體計(jì)算區(qū)域，利用GAMBIT建立采煤機(jī)割煤時(shí)的三維幾何模型，如圖1所示.

圖1 綜放工作面三維幾何模型

1.3 數(shù)值模擬參數(shù)的設(shè)置

將網(wǎng)格模型導(dǎo)入Fluent中，根據(jù)該綜放面的實(shí)際情況及相關(guān)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)值模擬方法及所確定的數(shù)學(xué)模型，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，如表1所示.選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε兩方程模型，采用SIMPLEC算法，進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算.

表1 數(shù)值模擬主要參數(shù)設(shè)定

2 模擬結(jié)果及分析

2.1 工作面流場(chǎng)分布規(guī)律

通過(guò)Fluent軟件進(jìn)行流場(chǎng)解算，綜放工作面風(fēng)速矢量圖和各斷面風(fēng)速云圖如圖2，3所示.由圖2，3可知:1)液壓支柱的阻礙作用使得采煤機(jī)機(jī)道空間的風(fēng)速較大，在整個(gè)流場(chǎng)中占主導(dǎo)作用;液壓支柱間的人行道空間風(fēng)速較小，局部出現(xiàn)大的擾動(dòng);液壓支柱后方放煤空間風(fēng)速也較小，風(fēng)速變化也較明顯.2)在采煤機(jī)的阻礙作用下，采煤機(jī)附近的流場(chǎng)出現(xiàn)了較大擾動(dòng)，風(fēng)流產(chǎn)生繞流，采煤機(jī)上方風(fēng)流速度增加較大;在采煤機(jī)的上風(fēng)側(cè)和下風(fēng)側(cè)，工作面的流場(chǎng)分布相對(duì)比較穩(wěn)定.3)由于井下粉塵的擴(kuò)散主要受空氣流速的影響，通過(guò)風(fēng)流流場(chǎng)的模擬可知:在采煤機(jī)附近風(fēng)速較大，極易將粉塵吹散開(kāi)，因此，必須在采煤機(jī)滾筒點(diǎn)采取措施，在粉塵還未擴(kuò)散開(kāi)前進(jìn)行降塵;移架作業(yè)產(chǎn)生的粉塵隨著風(fēng)流在機(jī)道擴(kuò)散，需要采取全斷面降塵措施;放煤作業(yè)產(chǎn)生的粉塵一旦擴(kuò)散至液壓支柱空間，由于該部分空間風(fēng)流流速變化大，流場(chǎng)極不穩(wěn)定，很不利于降塵工作，因此，必須采取措施防止放頂煤產(chǎn)生的粉塵向液壓支架間及采煤機(jī)道擴(kuò)散.

圖2 綜放工作面風(fēng)速矢量圖

圖3 綜放工作面各斷面風(fēng)速分布云圖

2.2 割煤粉塵分布規(guī)律的模擬結(jié)果

采煤機(jī)割煤過(guò)程中的產(chǎn)塵，一方面是采煤機(jī)截齒對(duì)煤體的截割破碎產(chǎn)塵，另一方面是煤塊在下落過(guò)程中破碎及沖擊氣流產(chǎn)塵.分別在采煤機(jī)前后滾筒上設(shè)置塵源.通過(guò)跟蹤大量粉塵的擴(kuò)散軌跡，得到粉塵濃度空間分布，如圖4所示.圖5為采煤機(jī)道呼吸帶高度沿線(y=2.0 m，z=1.6 m)、電線槽外側(cè)呼吸帶高度沿線(y=3.2 m，z=1.6 m)、以及液壓支柱間人行道呼吸帶高度沿線(y=4.2 m，z=1.6 m)粉塵濃度沿程變化(采煤機(jī)中部在x=40 m處).

圖4 割煤粉塵濃度空間分布

圖5 割煤粉塵濃度沿程分布

由圖4、5可以看出:1)采煤機(jī)割煤產(chǎn)生的粉塵大部分沿著前煤壁隨風(fēng)流擴(kuò)散，少數(shù)粉塵向后方液壓支柱間擴(kuò)散.這是由于靠近煤壁側(cè)風(fēng)速較大，且風(fēng)流比較穩(wěn)定，粉塵也主要沿著煤壁向回風(fēng)巷飄散.2)在采煤機(jī)附近粉塵濃度出現(xiàn)峰值，且采煤機(jī)道空間粉塵濃度峰值比人行道大很多;而在采煤機(jī)下風(fēng)向整個(gè)工作面空間的粉塵濃度迅速降低，并最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài).原因是采煤機(jī)占據(jù)了工作面幾乎一半的斷面，風(fēng)速在采煤機(jī)附近幾乎增加1倍，大量大粒徑粉塵被風(fēng)流吹揚(yáng)擴(kuò)散開(kāi).同時(shí)由于采煤機(jī)的阻礙作用，風(fēng)流方向在此向人行道側(cè)偏轉(zhuǎn)，增強(qiáng)了粉塵從滾筒處向人行道的擴(kuò)散;在采煤機(jī)下風(fēng)向，風(fēng)速減小，風(fēng)向再次穩(wěn)定，大部分大粒徑粉塵逐漸沉降，小粒徑粉塵繼續(xù)隨風(fēng)流飄散，粉塵濃度也逐漸趨于穩(wěn)定.3)順風(fēng)割煤時(shí)，在采煤機(jī)道呼吸帶沿線上，在后滾筒位置(x=34 m)處，粉塵濃度開(kāi)始迅速增加到400 mg·m-3，在采煤機(jī)下風(fēng)向15 m處，粉塵濃度再次急劇增加，達(dá)最大值1 200 mg·m-3.隨后開(kāi)始緩慢下降，最終穩(wěn)定在300 mg·m-3左右.在電線槽外側(cè)呼吸帶高度沿線，粉塵在采煤機(jī)中部位置達(dá)到最大值1 100 mg·m-3后，逐 漸 下 降，最 終 穩(wěn) 定 在200 mg·m-3左右.在液壓支柱間的人行道內(nèi)，采煤機(jī)附近濃度也略有增加，最大峰值為400 mg·m-3，然后緩慢降至150 mg·m-3左右.但隨著距離的增加，人行道粉塵濃度又略微有增加的趨勢(shì).說(shuō)明風(fēng)流對(duì)割煤粉塵的擴(kuò)散起決定作用，在進(jìn)行防降塵設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分考慮風(fēng)流的影響.4)逆風(fēng)割煤粉塵濃度分布規(guī)律與順風(fēng)割煤基本一致，只是在采煤機(jī)附近粉塵濃度最大值比順風(fēng)割煤大，達(dá)1 500 mg·m-3左右.

2.3 移架粉塵分布規(guī)律的模擬結(jié)果

在割煤作業(yè)上風(fēng)向20 m位置設(shè)置粉塵源，該塵源在工作面機(jī)道上方頂板處，為一長(zhǎng)3.5 m、寬0.3 m的細(xì)長(zhǎng)面塵源.模擬計(jì)算得粉塵濃度空間分布如圖6所示.圖7為電線槽外側(cè)呼吸帶高度沿線(y=3.2 m，z=1.6 m)以及液壓支柱間人行道呼吸帶高度沿線(y=4.2 m，z=1.6 m)粉塵濃度沿程變化.

圖6 移架粉塵濃度空間分布

圖7 移架粉塵濃度沿程分布

由圖6，7可以看出:1)移架產(chǎn)生粉塵后，粉塵迅速向移架作業(yè)下風(fēng)向的全斷面擴(kuò)散.在擴(kuò)散過(guò)程中，部分粉塵擴(kuò)散至底板沉降;部分粉塵與前后壁及頂板發(fā)生碰撞后被反彈回氣流中，繼續(xù)隨著氣流向工作面下風(fēng)向擴(kuò)散;大部分粒徑較小的粉塵在風(fēng)流的作用下一直運(yùn)動(dòng)到回風(fēng)巷，隨回風(fēng)被排出工作面.2)在移架作業(yè)附近，粉塵濃度較大.在移架作業(yè)下風(fēng)向20 m由于采煤機(jī)對(duì)風(fēng)流的影響，風(fēng)速變大，流場(chǎng)也變得極不穩(wěn)定，不利于粉塵的沉降，因此，該段的粉塵濃度也較大，在采煤機(jī)下風(fēng)向，隨著風(fēng)流流場(chǎng)逐步趨于穩(wěn)定，大顆粒粉塵逐漸沉降，粉塵濃度也逐漸降低.3)在人行道呼吸帶高度，移架處粉塵濃度最大，達(dá)775 mg·m-3，隨后粉塵濃度逐漸降低，最后穩(wěn)定在100 mg·m-3左右.在液壓支柱與電線槽之間的機(jī)道呼吸帶高度，由于風(fēng)速相對(duì)于人行道較大，粉塵迅速被吹散開(kāi)，因此，該線上的峰值相對(duì)較小，只有300 mg·m-3左右，在50 m后(采煤機(jī)后)機(jī)道粉塵濃度逐漸與人行道內(nèi)的濃度趨于一致.

2.4 放頂煤粉塵分布規(guī)律的模擬結(jié)果

在割煤作業(yè)上風(fēng)向30 m處的放頂煤液壓支柱后方設(shè)置一長(zhǎng)2 m、寬0.3 m的面塵源.粉塵濃度空間分布如圖8所示.圖9為電線槽外側(cè)呼吸帶高度沿線(y=3.2 m，z=1.6 m)以及液壓支柱間人行道呼吸帶高度沿線(y=4.2 m，z=1.6 m)粉塵濃度沿程變化.

圖8 放頂煤粉塵濃度空間分布

圖9 放頂煤粉塵濃度沿程分布

由圖8，9可知:1)放頂煤作業(yè)產(chǎn)生粉塵后，粉塵迅速向液壓支柱間的人行道擴(kuò)散，由于人行道處風(fēng)速較小，并且放頂煤塵源離底板較近，一部分粉塵沉降在底板上，另一部分粉塵則擴(kuò)散至采煤機(jī)機(jī)道，在機(jī)道風(fēng)流的吹散作用下又逐漸彌漫在整個(gè)工作面.2)放頂煤作業(yè)時(shí)，在作業(yè)點(diǎn)附近粉塵濃度較大.由于前方煤壁側(cè)風(fēng)速較大，液壓支柱空間風(fēng)速較小，粉塵基本上都是沿液壓支柱空間擴(kuò)散.在采煤機(jī)附近，由于采煤機(jī)對(duì)風(fēng)流的阻礙，風(fēng)流在此偏轉(zhuǎn)，橫向沖刷后方液壓支柱空間，從而也帶動(dòng)粉塵擴(kuò)散至整個(gè)作業(yè)面空間.3)在人行道呼吸帶高度，放煤處粉塵濃度最大，達(dá)345 mg·m-3，隨后粉塵濃度逐漸降低，最后穩(wěn)定在100 mg·m-3左右.這主要是因?yàn)榉彭斆涸谝簤褐е蠓?，液壓支柱空間風(fēng)速相對(duì)較小，粉塵不易被吹散開(kāi)，大部分粒徑較大的粉塵則沉降較快.而未能迅速沉降的粉塵粒徑均相對(duì)較小，也更容易隨風(fēng)流向回風(fēng)巷飄散.4)放頂煤作業(yè)過(guò)程中，在其下風(fēng)向10 m范圍內(nèi)粉塵濃度較大，因此，應(yīng)該在放煤孔處進(jìn)行降塵的同時(shí)加強(qiáng)對(duì)底板和液壓支架底座的灑水，增強(qiáng)其對(duì)粉塵的捕獲能力.

2.5 轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵分布規(guī)律的模擬結(jié)果

按照實(shí)際生產(chǎn)中的布局，在工作面進(jìn)風(fēng)口前后轉(zhuǎn)載處分別設(shè)置兩個(gè)點(diǎn)塵源，模擬計(jì)算得粉塵濃度空間分布如圖10所示.圖11為電線槽外側(cè)呼吸帶高度沿線(y=3.2 m，z=1.6 m)以及液壓支柱間人行道呼吸帶高度沿線(y=4.2 m，z=1.6 m)粉塵濃度沿程變化.

圖10 轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵濃度空間分布

圖11 轉(zhuǎn)載點(diǎn)粉塵濃度沿程分布

由圖10，11可知:1)轉(zhuǎn)載點(diǎn)處產(chǎn)生的粉塵除了部分沉降被底板捕獲外，大部分粉塵隨著風(fēng)流向整個(gè)工作面空間擴(kuò)散，一直隨著風(fēng)流穿過(guò)整個(gè)工作面進(jìn)入回風(fēng)巷，對(duì)整個(gè)工作的作業(yè)均會(huì)產(chǎn)生影響.這主要是由于轉(zhuǎn)載點(diǎn)處在進(jìn)風(fēng)巷與工作面的交匯點(diǎn)，風(fēng)流在此方向發(fā)生90°偏轉(zhuǎn)，局部風(fēng)速較大，轉(zhuǎn)載產(chǎn)生的粉塵極易被風(fēng)流吹散開(kāi)并隨著風(fēng)流迅速擴(kuò)散開(kāi).2)在轉(zhuǎn)載點(diǎn)處粉塵濃度急劇增加到最大值400 mg·m-3，然后又緩慢下降，在離轉(zhuǎn)載點(diǎn)35 m后基本穩(wěn)定在50 mg·m-3左右.3)由于轉(zhuǎn)載點(diǎn)處的粉塵影響著割煤、移架、放煤等整個(gè)工作面的作業(yè)，轉(zhuǎn)載點(diǎn)處的粉塵治理也是綜放工作面粉塵治理的重點(diǎn)，應(yīng)在轉(zhuǎn)載點(diǎn)處粉塵源頭控制住粉塵，防止其隨風(fēng)擴(kuò)散.

2.6 多塵源粉塵分布規(guī)律的模擬結(jié)果

在井下實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，各個(gè)工序在時(shí)間上并沒(méi)有明確的界限，一般都是多個(gè)甚至全部工序同時(shí)作業(yè).因此，工作面粉塵濃度實(shí)際是多個(gè)塵源共同作用的結(jié)果.為了能夠更真實(shí)地模擬井下實(shí)際粉塵擴(kuò)散分布規(guī)律，分別在轉(zhuǎn)載點(diǎn)、放煤孔、移架處、割煤點(diǎn)設(shè)置塵源，模擬計(jì)算在多塵源作用下的綜放工作面粉塵濃度分布規(guī)律.在多工序共同作業(yè)下，工作面粉塵擴(kuò)散空間分布和濃度沿程變化如圖12，13所示.

圖12 多塵源粉塵濃度空間分布

圖13 多塵源粉塵濃度沿程分布

由圖12，13可知:1)轉(zhuǎn)載點(diǎn)和放頂煤作業(yè)產(chǎn)生的粉塵沿人行道擴(kuò)散較多，而移架和割煤產(chǎn)生的粉塵則主要是沿著采煤機(jī)道空間擴(kuò)散，特別是割煤作業(yè)，越靠近前煤壁粉塵濃度越大.因此，移架和割煤是綜放工作面粉塵控制的重點(diǎn).但由于轉(zhuǎn)載和放頂煤其粉塵擴(kuò)散空間正好是工人的工作區(qū)域，對(duì)轉(zhuǎn)載和放煤粉塵的控制也非常重要.2)在多塵源作用下，綜放工作面的粉塵濃度疊加效應(yīng)十分明顯，風(fēng)流每經(jīng)過(guò)1個(gè)塵源點(diǎn)，工作面粉塵濃度就顯著增加，特別是經(jīng)過(guò)采煤機(jī)割煤后，工作面的粉塵濃度明顯高于單個(gè)塵源作用下的濃度.3)電線槽外側(cè)及人行道呼吸帶高度沿線，在轉(zhuǎn)載點(diǎn)塵源(x=3 m)作用下，粉塵濃度出現(xiàn)第1個(gè)峰值，隨后粉塵濃度有所下降;經(jīng)過(guò)放頂煤塵源(x=15 m)后，粉塵濃度再次急劇增加;經(jīng)過(guò)移架塵源后粉塵濃度達(dá)到峰值，然后又迅速下降;在隨后的擴(kuò)散過(guò)程中有緩慢上升的趨勢(shì).在采煤機(jī)道，轉(zhuǎn)載、放煤、移架作業(yè)對(duì)其粉塵濃度影響均較小.而在割煤作業(yè)點(diǎn)，粉塵濃度出現(xiàn)急劇增加，并且之后保持在較高值，說(shuō)明割煤作業(yè)的主要影響區(qū)域是采煤機(jī)道空間.

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果

根據(jù)GBZ/T192.1—2007《工作場(chǎng)所空氣中粉塵測(cè)定》及相關(guān)文獻(xiàn)粉塵采樣點(diǎn)布置方法，在該礦該綜放工作面人行道(割煤作業(yè)為電線槽外側(cè))呼吸帶高度沿程布置多個(gè)測(cè)點(diǎn)，采用AKFC-92A粉塵采樣儀對(duì)割煤、移架、放頂煤、轉(zhuǎn)載及多工序同時(shí)作業(yè)時(shí)的粉塵濃度進(jìn)行測(cè)定.各個(gè)數(shù)據(jù)均測(cè)量3次取平均值，模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比如圖14所示.

圖14 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)對(duì)比

由于綜放工作面粉塵濃度受煤層賦存條件、采煤工藝、粉塵控制措施、測(cè)量誤差等多方面因素影響，在實(shí)際測(cè)量中粉塵濃度偏差往往較大，根據(jù)多次重復(fù)測(cè)定結(jié)果及以往粉塵濃度測(cè)定經(jīng)驗(yàn)，在此取±20%的實(shí)測(cè)誤差區(qū)間.從圖14可以看出，在各個(gè)單工序作業(yè)以及多工序作業(yè)中，模擬結(jié)果中人行道呼吸帶高度粉塵濃度分布曲線與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分布規(guī)律基本吻合，粉塵濃度峰值出現(xiàn)的位置也完全一樣.模擬數(shù)值基本均在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的允許誤差范圍內(nèi)，二者的吻合度較高，誤差較小，不影響數(shù)值模擬結(jié)果的可信性，說(shuō)明用數(shù)值模擬的方法研究相關(guān)參數(shù)對(duì)綜采割煤粉塵運(yùn)移的影響是可行的.通過(guò)數(shù)值模擬的方法研究綜放工作面粉塵濃度分布規(guī)律，更能直觀地了解整個(gè)工作面空間的粉塵分布情況，從而為粉塵治理工作提供技術(shù)參考.

4 結(jié) 論

1)粉塵濃度分布規(guī)律的數(shù)值模擬結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本相同，用數(shù)值模擬的方法研究綜放工作面粉塵分布情況具有較高的可信度.

2)綜放工作面各工序作業(yè)的粉塵濃度分布規(guī)律各不相同:割煤作業(yè)產(chǎn)塵量最大，粉塵主要沿采煤機(jī)道擴(kuò)散，部分粉塵向人行道空間擴(kuò)散.因此，在加強(qiáng)滾筒塵源處粉塵控制的同時(shí)，也應(yīng)在采煤機(jī)外側(cè)采取水幕簾降塵措施，阻止割煤粉塵向人行道擴(kuò)散;移架作業(yè)人行道粉塵濃度高于機(jī)道粉塵濃度，需在機(jī)道空間和人行道空間均設(shè)置架間噴霧;放煤作業(yè)粉塵沿人行道空間分布較大，需在放煤口采取隔塵措施，防止粉塵逸散;轉(zhuǎn)載點(diǎn)局部風(fēng)速大，粉塵影響范圍較廣，應(yīng)采取密封等措施防止粉塵向工作面飄散.

3)綜放工作面多工序共同作業(yè)時(shí)，工作面空間粉塵濃度分布較復(fù)雜，粉塵濃度疊加效應(yīng)較明顯.防降塵工作中，針對(duì)各塵源采取不同措施的同時(shí)，應(yīng)在放煤作業(yè)和割煤作業(yè)之間增加全斷面噴霧裝置，在所有作業(yè)工序的下風(fēng)向也應(yīng)適當(dāng)布置幾道全斷面噴霧裝置，還應(yīng)常灑水保持工作面濕潤(rùn)性，增強(qiáng)對(duì)粉塵的捕獲作用.

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