涡流风幕抽吸控尘系统数值模拟与应用

涡流风幕抽吸控尘系统可有效控制气载粉尘的扩散。为了解决综掘工作面粉尘浓度过大的难题，分析了涡流风幕的形成机制，并根据气固两相流理论和气体-粉尘颗粒两相流动的特性，建立求解综掘工作面涡流风幕抽吸控尘流场粉尘扩散规律的k-ε-Θ-kp数学模型；采用基于同位网格的Simple算法，利用Fluent软件对综掘工作面粉尘浓度的空间分布规律进行了数值模拟，模拟结果显示，涡流风幕抽吸控尘流场能有效地将粉尘封闭在掘进头至掘进机司机前方0.5m的空间内。根据模拟结果和工作面现场的实际条件，设计了由附壁风筒和抽尘净化装置构成的综掘工作面涡流风幕抽吸控尘系统，该系统在综掘工作面应用后，有效地降低了工作面现场的粉尘浓度。