数值模拟优化：综采工作面最佳通风除尘风速研究

"基于数值模拟的综采工作面通风除尘风速优化研究旨在解决煤矿综采过程中粉尘质量浓度过高的问题。通过对邢东矿2225综采工作面进行研究，采用FLUENT软件进行数值模拟，分析了风速对粉尘运移规律的影响。研究表明，在特定风速范围内，增加风速可以降低工作面的平均粉尘质量浓度，但过大的风速将对工作环境产生负面影响。因此，推荐进风口的最优风速为2m/s，此速度下可在保障工作环境的前提下使粉尘质量浓度达到最低。" 煤矿综采工作面粉尘控制是安全生产的重要环节。在综采过程中，由于机械设备的运行和煤炭破碎，会产生大量粉尘，不仅影响工人的健康，还可能引发粉尘爆炸等安全事故。本研究选取邢东矿2225综采工作面作为实例，通过建立数学模型，引入流体力学软件FLUENT进行数值模拟，对工作面的通风除尘系统进行了深入分析。 FLUENT软件是一种广泛应用于流体动力学领域的计算流体动力学(CFD)工具，能精确模拟复杂流动现象，包括气流中的粉尘运动。在模拟过程中，研究者考虑了风速、粉尘粒径、重力、湍流等因素对粉尘运移的影响。结果发现，随着风速的提高，工作面的粉尘扩散得到有效抑制，粉尘质量浓度呈现下降趋势。然而，风速并非越大越好，当风速超过一定值时，过强的气流可能会导致工作环境恶化，如产生强烈涡流，影响设备稳定运行，甚至对工人操作安全构成威胁。 因此，研究确定2m/s为最佳进风口风速，这是在兼顾降尘效果和工作环境的最佳平衡点。在这个风速下，既能有效减少粉尘在工作面的积累，又能避免因风速过大引起的其他问题。这一成果对于优化煤矿通风系统设计，改善矿井作业环境，保障工人健康及矿山安全生产具有重要实践意义。 此外，该研究也对煤矿通风除尘策略的制定提供了理论依据，为同类矿井的粉尘控制提供了参考。未来的研究可以进一步探索不同煤种、地质条件以及开采方式对粉尘产生和风速需求的影响，以实现更精细化的通风除尘方案。