煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种综合考虑煤矿综掘工作面的风流场、瓦斯场及粉尘场运移分布规律，对风筒出风口参数进行综合优化调节方法，当风筒出风口距端头距离分别为5m、6m、7m、8m、9m、10m时，调节机构将风筒出风口直径分别调节为1.1m～1.2m、0.9m～1m、0.9m～1m、0.9m～1m、0.7m～0.8m、0.7m～0.8m，将右偏转角度分别调节为14°～15°、14°～15°、13°～15°、11°～13°、10°～12°、10°～11°，将上偏转角度分别调节为2°～4°、2°～4°、2°～4°、2°～3°、2°～3°、2°～3°。本发明专利技术通过对风筒出风口参数综合优化调节，实现了风场精细化管理。

Optimization and adjustment method of the flow field of the outlet of the wind vents in a fully mechanized coal mining face

The invention discloses a comprehensive consideration of coal mine fully mechanized excavation face airflow field, gas field and dust migration, the air duct outlet parameters comprehensive optimal regulation method, when the air duct outlet from the end of the distance were 5m, 6m, 7m, 8m, 9m, 10m, regulatory agencies will evase tuyere diameter 1.1m ~ 1.2m were adjusted and 0.9m ~ 1m, 0.9m ~ 1m, 0.9m ~ 1m, 0.7m ~ 0.8m, 0.7m ~ 0.8m, the right angle were adjusted to 14 degrees to 15 degrees, 14 degrees to 15 degrees, 13 degrees to 15 degrees, 11 degrees to 13 degrees, 10 degrees to 12 10 degrees, 11 degrees, the deflection angle respectively adjusted to 2 degrees to 4 degrees, 2 degrees to 4 degrees, 2 degrees to 4 degrees, 2 degrees to 3 degrees, 2 degrees to 3 degrees, 2 degrees to 3 degrees. The invention realizes the fine management of the wind field through the comprehensive optimization and adjustment of the parameters of the air outlet of the wind tunnel.

【技术实现步骤摘要】
煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法
本专利技术属于煤矿掘进通风优化设置
，具体涉及煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法。
技术介绍
掘进工作面通风是煤矿安全生产的重要环节，承担着预防煤尘及瓦斯爆炸、降低煤尘对矿工的伤害以及提供舒适工作环境的重要职责。随着掘进规模及机械化程度提高以及对煤矿安全和矿工工作环境的日益重视，掘进工作面通风的精细化管理变得越来越重要，实现掘进工作面安全、节能、绿色通风是目前绿色矿山建设的重要环节之一。掘进工作面是一个独头巷道，通风回路不完整，稀释和排除煤体涌出的瓦斯气体和作业时产生的粉尘，是靠局部通风机和风筒组成的局部通风系统给端头区域压入的新鲜风流来实现的。解决巷道断面尺寸扩大及超长距离掘进对通风需求增加的方式主要还是实施局部“通风总量”控制，也就是不断提高局部通风机功率和加大风筒直径。随着掘进巷道不断延伸，风筒沿程阻力增加，风能损失也随之增大，通风有效射程末端风流往往不能有效稀释瓦斯和粉尘聚集。虽然，目前“煤矿安全规程”规定了掘进工作面人员通风量和巷道的风流风速范围。但由于目前煤矿综掘工作面风筒出风口过于简单，出风方向和角度不能改变，直径和前后距离不能随时动态变化，且使用操作过程中仅注意掘进工作面通风量和巷道的风流风速，未能细致考虑综掘工作面的风流场、瓦斯场及粉尘场运移分布规律，容易造成死角区瓦斯粉尘聚集现象严重，导致矿工活动区域的粉尘浓度超标，造成掘进工作面尘肺病率居高不下。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其综合细致考虑综掘工作面的风流场、瓦斯场及粉尘场运移分布规律，通过对风筒出风口方向角度、口径及前后距离参数进行调节，为煤矿掘进工作面流场优化分布的精细化管理提供了有效途径。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：所述煤矿综掘工作面风筒出风口装置设置在煤矿掘进巷道内左上方，所述煤矿综掘工作面风筒出风口装置包括风筒出风口，和用于调节风筒出风口直径、左右偏转角度、上下偏转角度及前后距离的调节机构；所述流场优化调节方法包括根据风筒出风口距掘进端头的风流场、瓦斯场及粉尘场，进行风筒出风口直径、右偏转角度、上偏转角度和前后距离调节的步骤；当风筒出风口距掘进端头距离为5m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为1.1m～1.2m，将风筒出风口右偏转角度调节为14°～15°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～4°；当风筒出风口距掘进端头距离为7m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.9m～1m，将风筒出风口右偏转角度调节为13°～15°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～4°；当风筒出风口距掘进端头距离为10m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.7m～0.8m，将风筒出风口右偏转角度调节为10°～11°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～3°；当风筒出风口距掘进端头距离超过10m时，将风筒出风口的位置向前调节移动至5m～10m之间合适范围；当风筒出风口距掘进端头距离为5m、7m、10m时，重复上述调节方式进行调节。上述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为6m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.9m～1m，将风筒出风口右偏转角度调节为14°～15°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～4°。上述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为6m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为1m，将风筒出风口右偏转角度调节为15°，将风筒出风口上偏转角度调节为4°。上述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为8m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.9m～1m，将风筒出风口右偏转角度调节为11°～13°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～3°。上述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为8m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为1m，将风筒出风口右偏转角度调节为12°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°。上述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为9m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.7m～0.8m，将风筒出风口右偏转角度调节为10°～12°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～3°。上述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为9m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.8m，将风筒出风口右偏转角度调节为10°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°。上述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为5m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为1.2m，将风筒出风口右偏转角度调节为15°，将风筒出风口上偏转角度调节为4°。上述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为7m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为1m，将风筒出风口右偏转角度调节为15°，将风筒出风口上偏转角度调节为3°。上述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为10m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.7m，将风筒出风口右偏转角度调节为10°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术课题组成员在对煤矿井下深入调研和前期探索研究中发现，风筒出风口风流方向角度改变对稀释通风死角区的瓦斯和粉尘聚集有很好效果；同时掘进通风方式、风筒位置及出风口口径(速度)、前后距离等参数综合变化对风流场、瓦斯场及粉尘场运移分布有很大影响。因此，项目拟风筒出风口方向角度、口径(速度)、前后距离等参数综合变化对风流场、瓦斯场及粉尘场运移分布规律影响分析出发，寻求煤矿综掘工作面风流场、粉尘场以及瓦斯场综合优化调节方法，实现柠条塔矿综掘工作面流场优化的具体调节方案，实现安全节能绿色掘进通风。2、本专利技术通过对煤矿综掘工作面的风流场、瓦斯场及粉尘场运移分布规律模拟分析，得出距掘进端头不同距离时的风流场、瓦斯场及粉尘场风筒风口参数精细化调节方法，有效的改善了巷道内死角区瓦斯粉尘聚集现，减少了矿工活动区域的粉尘浓度超，降低了掘进工作面尘肺病率居高不下。3、本专利技术通过研究风筒位置和出风口角度、口径及前后距离等参数对风流场、瓦斯场和粉尘场分布运移规律的综合影响，建立以风流场、瓦斯场及粉尘场三者综合优化为目标的风筒出风口综合调节方法，以求达到最佳风流、瓦斯及粉尘分布，为煤矿掘进工作面流场优化分布的精细化管理提供了有效途径。下面通过附图和实施例，对本专利技术做进一步的详细描述。附图说明图1为专利技术的结构示意图。图2为专利技术去除PVC风筒布、吊索和锚杆后的结构示意图。图3为专利技术风筒主体框架的结构示意图。图4为专利技术功能操纵杆的结构示意图。图5为专利技术水平转向机构的结构示意图。图6为专利技术水平转向机构的局部剖视图。图7为专利技术叶片连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：所述煤矿综掘工作面风筒出风口装置设置在煤矿掘进巷道内左上方，所述煤矿综掘工作面风筒出风口装置包括风筒出风口，和用于调节风筒出风口直径、左右偏转角度、上下偏转角度及前后距离的调节机构；所述流场优化调节方法包括根据风筒出风口距掘进端头的风流场、瓦斯场及粉尘场，进行风筒出风口直径、右偏转角度、上偏转角度和前后距离调节的步骤；当风筒出风口距掘进端头距离为5m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为1.1m～1.2m，将风筒出风口右偏转角度调节为14°～15°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～4°；当风筒出风口距掘进端头距离为7m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.9m～1m，将风筒出风口右偏转角度调节为13°～15°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～4°；当风筒出风口距掘进端头距离为10m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.7m～0.8m，将风筒出风口右偏转角度调节为10°～11°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～3°；当风筒出风口距掘进端头距离超过10m时，将风筒出风口的位置向前调节移动至5m～10m之间合适范围；当风筒出风口距掘进端头距离为5m、7m、10m时，重复上述调节方式进行调节。...

【技术特征摘要】
1.一种煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：所述煤矿综掘工作面风筒出风口装置设置在煤矿掘进巷道内左上方，所述煤矿综掘工作面风筒出风口装置包括风筒出风口，和用于调节风筒出风口直径、左右偏转角度、上下偏转角度及前后距离的调节机构；所述流场优化调节方法包括根据风筒出风口距掘进端头的风流场、瓦斯场及粉尘场，进行风筒出风口直径、右偏转角度、上偏转角度和前后距离调节的步骤；当风筒出风口距掘进端头距离为5m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为1.1m～1.2m，将风筒出风口右偏转角度调节为14°～15°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～4°；当风筒出风口距掘进端头距离为7m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.9m～1m，将风筒出风口右偏转角度调节为13°～15°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～4°；当风筒出风口距掘进端头距离为10m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.7m～0.8m，将风筒出风口右偏转角度调节为10°～11°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～3°；当风筒出风口距掘进端头距离超过10m时，将风筒出风口的位置向前调节移动至5m～10m之间合适范围；当风筒出风口距掘进端头距离为5m、7m、10m时，重复上述调节方式进行调节。2.按照权利要求1所述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为6m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为0.9m～1m，将风筒出风口右偏转角度调节为14°～15°，将风筒出风口上偏转角度调节为2°～4°。3.按照权利要求2所述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流场优化调节方法，其特征在于：当风筒出风口距掘进端头距离为6m时，通过调节机构将风筒出风口直径调节为1m，将风筒出风口右偏转角度调节为15°，将风筒出风口上偏转角度调节为4°。4.按照权利要求1所述的煤矿综掘工作面风筒出风口装置的流...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚晓燕，莫金明，秦少妮，夏治新，张欣怡，张永强，崔英浩，侯翼杰，王国鹏，孙康，李莹，薛河，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61