独头巷道掘进风流场分析及通风优化

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1、万方数据中图分类号婴墨§兰UDC622学校代码!Q5呈3密级公珏硕士学位论文独头巷道掘进风流场分析及通风优化StudyofAirFlowFieldAnalysisandVentilationOptimizationinHeadingFaceRoadwayExcavation作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：张朝波矿业工程采矿工程资源与安全工程学院罗周全教授论文答辩日期塑!生9篁l里答辩委员会主席垄吐中南大学2014年5月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，

2、除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：日期：韭年上月旦日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印

3、或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：熬．圭鱼边日期：韭年上月上日日万方数据摘要独头巷道掘进风流场分析及通风优化摘要：爆破烟尘是矿山生产中所面临的主要危害之一，开采独头巷道爆破掘进产生的烟尘，其危害往往高于一般工作地点和生活场所粉尘的危害。因此，开展独头巷道风流场分析及烟尘排除研究，对于保障矿山工作人员的身心健康具有重要现实意义。本文依托“深部开采通风系统仿真模拟及优化”科研课题，综合运用理论分析和数值模拟方法，采用几何建模软件GAMBIT和计算流体动力学软件FLUENT，针对凡口铅锌矿独头巷道爆破掘进所面临的问题开展研究，

4、主要研究内容及所取得的成果如下i(1)根据独头巷道空间流体的特性，做出合理假设，得到了流场主控制方程。分别建立了压入式、抽出式和混合式通风风流场的三维分析数值模型，以此为基础，得到了独头巷道压入式、抽出式和混合式通风流场的风速分布，揭示了独头巷道风流流场的分区，验证了选择混合式通风的合理性。(2)结合矿井通风系统立体网络图等资料和数值模拟分析的要求，对独头巷道范围内的其他附属建筑进行省略或作简化处理，确定通风优化模型的模拟区域。在此基础上，采用几何建模软件GAMBIT建立了独头巷道的三维几何模型，并对模型进行网格划分等处理后，导入FLUENT中设置相关参数

5、并进行运算，形成独头巷道通风优化数值模型。(3)运用正交试验设计方法，开展独头巷道局部通风效果影响因素分析及通风方案优化，设计了两组正交试验，每组试验有9个方案。研究获得了各因素对通风效果的影响规律、程度大小以及各因素的最优参数组合，确定了一个相对较优通风方案。(4)运用所建立的通风优化模型及FLUENT软件开展独头巷道掘进通风数值模拟优化研究，揭示了计算区域的烟尘平均浓度及特定方向的烟尘分布、爆破后烟尘在巷道空间的最大浓度随时间变化规律，以及各因素的影响程度。在此基础上，确定另一个通风排尘相对优化方案。然后将这个方案与用正交试验获得的较优方案进行对比分析

6、，确定最终的优化方案。关键词：独头巷道；烟尘；FLUENT；风流场；正交试验法分类号：TD853II万方数据硕士学位论文StudyofAirFlowFieldAnalysisandVentilationOptimizationinHeadingFaceRoadwayExcavationAbstract：Smokedustgeneratedintheexcavationofheadingfaceroadwayisoneofthehazardsintheminingprocess，whosehazardismuchheavierincontrastwithth

7、edustinthegeneralworkingsitesandlivingplaces．Asaresult，usingnumericaltoolstoresearchtheairflowfieldandtheremovalofsmokedustofheadingfaceroadwayexcavationisofgreatimportanceintheprotectionofworkers，bothphysicallyandpsychologically．Comprehensivelyusingtheoreticalanalysismethodsandnu

8、mericalsimulationmethod，basedonre