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May 11, 2023

Forschung zum Staubausbreitungsgesetz vollmechanisierter Abbauflächen unter verschiedenen Neigungen und zur Verfolgung geschlossener Staubkontrollmethoden

Wissenschaftliche Berichte Band 12,

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 16633 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Basierend auf der Theorie der Gas-Feststoff-Zweiphasenströmung zeigen eine numerische Simulation des Staubverteilungsgesetzes vollmechanisierter Bergbauarbeiten unter verschiedenen Neigungswinkeln und eine vergleichende Analyse von Feldmessungsdaten, dass mit zunehmender Neigung der Arbeitsfläche die Neigung des Luftstroms zunimmt in die nicht verminte Zone steigt von 25° auf 50° und die maximale Windgeschwindigkeit steigt von 2,16 auf 2,25 m/s nach der Mischung aus schneidendem turbulentem Wind und Systembelüftung. In der Zwischenzeit nehmen die Reichweite hochkonzentrierter Staubcluster, die Suspensionszeit, die seitliche Migrationsintensität und die Ablagerungszone in unterschiedlichem Maße zu; Staubcluster steigt von 62,02 auf 202,46 m3. Wenn X < 53,96 m, zeigt die Staubkonzentration in der Atemzone des Gehwegs eine Sinusfunktion mit der Länge der Ortsbrust, und wenn X ≥ 53,96 m, erfüllt sie die exponentielle Abfallfunktion. Auf dieser Grundlage wird die Tracking-Technologie zur geschlossenen Staubkontrolle vorgeschlagen. Durch die Kombination des Versatzwinkels des Luftstroms und der Sammelposition der Staubmasse werden der Winkel des Windvorhangs und die Luftgeschwindigkeit automatisch gesteuert, um sicherzustellen, dass der Staub auf eine Seite des Kabelkanals beschränkt wird.

Mit der zunehmenden Mechanisierung hat die Kohleförderung jährlich zugenommen, und auf den Abbauflächen des Kohlebergbaus hat sich alveolengängiger Staub angesammelt. Hohe Staubkonzentrationen können Pneumokoniose verursachen, die Genauigkeit der Instrumentenarbeit beeinträchtigen und Kohle- und Gasexplosionen verursachen, die die körperliche und geistige Gesundheit der Arbeiter gefährden1,2,3,4. Unvollständigen Statistiken zufolge gab es in China bis Ende 2021 11.809 Fälle von Pneumokoniose, und zwischen 2010 und 2021 sind bis zu 80 % pro Jahr auf die gesamte berufsbedingte Pneumokoniose zurückzuführen, mehr als 50 % werden durch Kohlenstaub verursacht5,6 (Abb . 1). Darüber hinaus stiegen aufgrund der Erhöhung der Kohlenstaubkonzentration zunächst der Staubexplosionsdruck und der Explosionsindex und sanken dann. Den vorliegenden Statistiken zufolge sind 87,32 % der 532 wichtigsten Kohlebergwerke Chinas von Kohlenstaubexplosionen bedroht7,8,9. Die höchste Konzentration an Kohlenstaubverschmutzung findet sich in unterirdischen Arbeitsumgebungen. Die Staubproduktion beträgt etwa 45–80 % der gesamten Staubproduktion der Mine10,11,12. Obwohl die meisten Bergwerke verschiedene Luftstaubentfernungsmaßnahmen ergriffen haben, übersteigt die Staubkonzentration auf der Ortsbrust die einschlägigen Vorschriften der „Sicherheitsvorschriften für Kohlengruben“ bei weitem. Bei der langfristigen Exploration ist die Kontrolle des Mehlstaubs bei umfangreichen Bergbauarbeiten schwierig und die Staubkonzentration ist hoch. Viele Entstaubungsanlagen und Geräteanordnungen vor Ort erreichen nicht die gewünschte Wirkung oder können an entscheidenden Stellen nicht eingesetzt werden. Daher ist die Untersuchung des Ausbreitungsgesetzes von Mehlstaub im Kohlebergbau von erheblicher praktischer Bedeutung, um die übermäßige Staubkonzentration zu beseitigen, staubdichte technische Lösungen umzusetzen und eine sichere Produktion in Kohlebergwerken zu gewährleisten.

Statistik der Berufskrankheitenfälle.

Die numerische Simulation ist schnell und effektiv, verfügt über eine klare Visualisierung und bietet den Vorteil einer detaillierten Analyse in jeder Zone. Viele Wissenschaftler haben numerische Simulationen verwendet, um das Gesetz der Staubdissipation zu untersuchen. Pathankar et al. verwendeten die Lagrange-Methode zur Beschreibung der Bewegung von Staubpartikeln und analysierten das Migrationsverhalten von Staubpartikeln unter verschiedenen Stokes-Zahlen, angetrieben durch den Luftstrom13. Hossein und Gholamreza verwendeten rechnergestützte Fluiddynamik, um die Siedlungsposition von Staubansammlungszonen und Partikelgrößen unterschiedlicher Größe auf der Ortsbrust zu bestimmen und so das Minenbelüftungssystem und die hygienischen Bedingungen der Ortsbrust zu verbessern14. Zhang et al. analysierten auf der Grundlage der numerischen Strömungsmechanik und der Finite-Volumen-Methode die Diffusions- und Verschmutzungseigenschaften von alveolengängigem Staub in verschiedenen Zonen und verschiedenen Staubquellen auf der Langwand-Arbeitsfläche im Makro- und Mikromaßstab15. Basierend auf dem Gas-Feststoff-Zweiphasenkopplungsmodell haben Yao et al. untersuchte die kombinierte Bewegung der vertikalen Verschiebung des Kohlenstaubs, der horizontalen Verschiebung des Streichens und der geneigten horizontalen Verschiebung in einer voll mechanisierten, stark geneigten Felswand; Die Ergebnisse zeigten, dass bei einem großen Neigungswinkel der vollständig mechanisierten Felswand die Windströmung turbulent war, die Luftgeschwindigkeit hoch war und die Bewegungszeit auf der Arbeitsfläche lang war16,17. Basierend auf der numerischen Strömungsmechanik haben Hu, Liao et al. und Cai, Nie et al. haben die Staubmigrationsgesetze bei unterschiedlichen Luftgeschwindigkeiten und Luftmengen untersucht und herausgefunden, dass bei relativ geringer Staubkonzentration die Zunahme des Luftstroms zur Staubmitnahme führt18,19. Zhang et al. fanden heraus, dass sich die Geschwindigkeitsverteilung des Luftstroms, die Flugbahn der Staubmigration und der Einfluss des Luftstroms auf die Staubdiffusion beim Schneiden von Kohle im Gegenwind von denen beim Schneiden von Kohle im Gegenwind unterscheiden. Dadurch wurde die Methode zur Staubreduzierung optimiert und die Effizienz der Staubreduzierung verbessert20. Lu Yuezea und Akhtar Saad nutzten numerische Strömungsmechanik, um verschiedene mögliche Situationen bei unterirdischen Minenkonfigurationen zu bewerten und stellten fest, dass das Vorhandensein kontinuierlich arbeitender Kohleabbaumaschinen den Luftstrom negativ beeinflusste und die Methan- und Staubkonzentrationen erhöhte. Diese negativen Auswirkungen können dadurch erreicht werden, dass der Betrieb des Wäschergebläses im Saugmodus minimiert oder neutralisiert wird21. Lu et al. verwendeten das Reynolds-Spannungsmodell und das diskrete Phasenmodell, um die Ablagerungseigenschaften von Rußpartikeln in einem geneigten Wärmeaustauschkanal mit Oberflächenrippen zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass der Partikeldurchmesser und die Rauchgasströmungsgeschwindigkeit den Rippenkanal beeinflussten. Die Abscheidungseffizienz hat einen erheblichen Einfluss. Der Neigungswinkel hat kaum Einfluss auf die Abscheidungseffizienz kleiner Partikel, hat jedoch einen erheblichen Einfluss auf die Abscheidungseffizienz großer Partikel22.

Allerdings haben die meisten Wissenschaftler den Einfluss des Gesichtswinkels auf die Luftströmung und die Eigenschaften der Kohlenstaubverteilung nicht berücksichtigt, was zu Fehlern in ihren Forschungsergebnissen führte und daher keine theoretische Grundlage für die Vermeidung und Kontrolle von Staub in mehreren Kohlebergwerken insgesamt liefern konnte Maßstab zur Verbesserung des umfassenden Bergbaus. Um diese Lücke in der Literatur zu schließen, führte diese Studie grundlegende Untersuchungen zu Luftströmungs- und Kohlenstaubverschmutzungseigenschaften bei verschiedenen Neigungswinkeln der Ortsbrust durch. In dieser Studie wurde die Ortsbrust 3604 der Feicheng Mining Group Shanxian Energy Co., Ltd. als Prototyp verwendet; die Neigung der Arbeitsfläche war die einzige Variable; und eine der nahezu horizontalen, leicht geneigten, geneigten und steil geneigten Arbeitsflächen wurde verwendet, um ein Gas-Feststoff-Zweiphasenströmungsmodell zu erstellen. Die numerische Simulationssoftware FLUENT (Version 2020R1) wurde verwendet, um detaillierte Untersuchungen zur Windrichtungsbewegung und den Eigenschaften der Kohlenstaubverschmutzung bei verschiedenen Neigungswinkeln einer vollmechanisierten Abbaufront durchzuführen, die erhaltenen Daten zu analysieren und ein geschlossenes Technologieschema zur Staubbekämpfung mit Luftschleier zu verfolgen vorgeschlagen, eine theoretische Grundlage für das umfassende Management von Abbaustaub im Kohlebergbau zu schaffen.

Das mathematische Modell in dieser Studie besteht aus der Navier-Stokes-Gleichung (NS; die Euler-Methode) in Polarkoordinaten23. Für turbulente Strömungen wurde das Standard-k-ε-Zweigleichungsmodell verwendet. Die Lagrange-Methode und das diskrete Phasenmodell wurden verwendet, um das Dispersionsgesetz von Arbeitsmehlstaub zu lösen.

Das k-ε-Gleichungsmodell, das auf der zeitlich gemittelten NS von Reynolds basiert, wird häufig bei der Untersuchung der Dispersion komplexer Partikel verwendet. Angenommen, u, v und w sind die Geschwindigkeitskomponenten in x-, y- bzw. z-Richtung. Daher wird die Geschwindigkeit als Summe aus der momentanen Pulsationsgeschwindigkeit und der zeitlich gemittelten Geschwindigkeit ausgedrückt24,25,26

Im Allgemeinen wird der Luftströmungszustand der Arbeitsfläche als inkompressible Flüssigkeit betrachtet und die Kontinuitätsgleichung lautet 27,28

Dabei ist ρ die Gasdichte (kg/m3) und t die Zeit. Wenn sich der Luftstrom in einem stabilen Zustand befindet, ändert sich die Dichte nicht mit der Zeit und kann wie folgt geschrieben werden:

Die zeitgemittelte NS-Gleichung von Reynolds wird verwendet, um die renormierte k-ε-Gleichung mithilfe der mathematischen Methode der Renormierung abzuleiten und zu berechnen.

Die \(k\)-Gleichung lautet29,30

In der Formel ist k die turbulente kinetische Energie m2/s2; \(\alpha_{k}\) ist der Kehrwert der effektiven Prandtl-Zahl der turbulenten kinetischen Energie, also \(\alpha_{k} = \frac{1}{{\sigma_{k} }} = 1,0 \); \(\mu_{eff}\) ist der Viskositätskoeffizient; \(G_{k}\) ist die turbulente kinetische Energie, die durch den durchschnittlichen Geschwindigkeitsgradienten verursacht wird; und \(G_{b}\) ist die turbulente kinetische Energie, die durch den Einfluss des Auftriebs verursacht wird.

Die ε-Gleichung lautet 31,32

In der Formel ist ε die turbulente Energiedissipationsrate, m2/s3; \(C_{1\varepsilon }\), \(C_{2\varepsilon }\) und \(C_{3\varepsilon }\) sind empirische Konstanten; Im Allgemeinen ist der Standardwert \(C_{1\varepsilon } = 1,43\), \(C_{2\varepsilon } = 1,91\) und \(C_{3\varepsilon } = 0,09\); \(\mu_{t} {\text{und}} \mu\) sind die Viskositätskoeffizienten der turbulenten und laminaren Strömung; und \(\alpha_{\varepsilon }\) ist der Kehrwert der effektiven Prandtl-Zahl der Dissipationsrate \(\alpha_{\varepsilon } = \frac{1}{{\sigma_{\varepsilon } }} = 0,768\ ).

Zur Berechnung der Idee wurde die Euler-Lagrange-Methode verwendet, die Hauptphase wird durch die Euler-Methode beschrieben, der Partikelterm wird durch die Lagrange-Methode beschrieben und es wurde die Gas-Feststoff-Zweiphasenströmungssimulation mit diskreten Phasenmodellen von Staubpartikeln verwendet . Im Wesentlichen umfasst die Berechnung der Flugbahn des Arbeitsstaubs die Integration der Differentialgleichung der auf den Staub wirkenden Kraft33,34,35. Daher können die Differentialgleichungen dieser Kräfte im kartesischen Koordinatensystem wie folgt ausgedrückt werden (hier wird die Richtung der x-Achse als Beispiel betrachtet):

In der Formel ist \(u_{p }\) die Teilchengeschwindigkeit, m/s; t ist die Zeit, s; \(u\) ist die relative Geschwindigkeit der Flüssigkeit, m/s; \(g_{x }\) ist die Gravitationsbeschleunigung in x-Richtung, m/s2; \(F_{D}\) ist der Widerstand des Teilchens, N; \(\mu\) ist die hydrodynamische Viskosität, Pa*s; \(\rho\) ist die Flüssigkeitsdichte, kg/m3; \(\rho_{p}\) ist die Partikeldichte, kg/m3; und \(\sum {\vec{\text{F}}}_{x}\) sind andere Kräfte in der \(x\)-Richtung (z. B. „scheinbare Massenkraft“, thermisch, die resultierende Kraft der Schwimmkraft). und Brown-Kraft).

wobei \({\text{d}}_{{\text{p}}}\) der Partikeldurchmesser (m) ist; \({\text{Re }}\) ist die relative Reynolds-Zahl des Teilchens; \({\text{C}}_{{\text{D}}}\) ist der Luftwiderstandsbeiwert; und \({\text{a}}_{1}\), \({\text{a}}_{2}\) und \({\text{a}}_{3}\) sind Konstanten innerhalb eines bestimmten Reynolds-Zahlenbereichs.

Um die Genauigkeit der Beschreibungen der Bewegung alveolengängiger Staubpartikel zu erhöhen, wurde in dieser Studie ein Kollisionsmodell mit diskreten Elementen eingeführt, um ihre Eignung für die Praxis zu verbessern36. Unter Verwendung des zweiten Newtonschen Gesetzes wird die gewöhnliche Differentialgleichung, die die Bewegung von Teilchen steuert, wie folgt ausgedrückt:

Für ein gegebenes Kollisionspaar sollte die Größe der Federkonstante der Kontaktnormalkraft mindestens die folgenden Bedingungen erfüllen: Für den größten Einschluss und die höchste Relativgeschwindigkeit im Kollisionspaar sollte die Federkonstante ausreichend hoch sein, um den Rückstoß zu bewirken Dabei darf die maximale Überlappung der beiden Pakete mit dem Paketdurchmesser nicht zu groß sein. Die Federkonstante kann geschrieben werden als:

Dabei ist \({\text{v}}_{{\text{c}}}\) die Relativgeschwindigkeit zwischen zwei kollidierenden Teilchen, \(\varepsilon_{D}\) der Durchmesser, der sich überlappen darf, D der Paketdurchmesser und \(\rho\) ist die Partikelmassendichte.

Nehmen Sie die Ortsbrust 3604 der Feicheng Mining Group Shanxian Energy Co., Ltd. mit einer Gesamtlänge von 118,5 m, einer Nettobreite von 6,5 m und einer maximalen Abbauhöhe von 3,6 m. Beispielsweise wird ein Bergbauprozess in voller Höhe und voller Unterdruck angewendet. Die U-förmige Bergbauausrüstung mit unabhängiger Belüftung an der Ortsbrust besteht aus einer abgeschirmten hydraulischen Stütze vom Typ ZY8000/20/43 mit zwei Säulen, 79 Rahmen und einem Achsabstand der Stütze von 1,5 m; eine elektrische Doppeltrommel-Traktionsschere vom Typ MG500/1130-WD mit einem Trommeldurchmesser von 2000 mm und einer Schnitttiefe von 600 mm; ein Doppelkettenkratzförderer vom Typ SGZ800/800; ein Radbrecher PLM2000; und ein DY1000-Förderband. Mithilfe der SolidWorks-Software wurde ein vollständiges mathematisches 3D-Modell mit proportionalem Maßstab erstellt (Abb. 2): Arbeitsfläche 118,5 m × 6,5 m × 3,6 m (Länge × Breite × Höhe); Einlass- und Rückluftkanäle, 49,5 m × 4,6 m × 3,6 m (Länge × Breite × Höhe); hydraulische Stützbasishöhe, 0,6 m; Stützmittenabstand beträgt 1,5 m; insgesamt 79 Bilder; Hauptkörper der Walze, 8,1 m × 1,2 m × 1,4 m (Länge × Breite × Höhe); Abbauhöhe: 3,6 m; Trommeldurchmesser 2000 mm; Schnitttiefe 600 mm; und der bewegliche Rahmen bleibt hinter den 6 hydraulischen Stützen für die hintere Trommel der Walze zurück.

Dreidimensionales Modell der vollmechanisierten Abbaufront.

Das geometrische Modell wurde durch die Kombination von Näherungs- und Krümmungsgrößenfunktionen vernetzt. Zunächst wurde die Krümmungsgrößenfunktion verwendet, um das Modell als Ganzes zu vernetzen. Als nächstes wurde die ungefähre Größenfunktion verwendet, um das Netz weiter zu unterteilen, um die Dichte der benachbarten Größenfunktionen zu erhöhen. Schließlich wurden 3.056.258 Mesh erhalten. Allerdings sollte die Netzkonvergenz vor der numerischen Simulationsberechnung auf Unabhängigkeit getestet werden. Diese Studie basierte auf dem Grid Convergence Index (GCI), um die Netzqualität auf Unabhängigkeit zu testen. Der Hauptprozess ist wie folgt:

Definieren Sie eine repräsentative Maschenweite \(l\) für die Berechnung:

Dabei ist \(\Delta {\text{v}}_{{\text{i}}}\) das Volumen der i. Einheit und N die Gesamtzahl der in der Berechnung verwendeten Einheiten.

Untersuchen Sie den Wert von Schlüsselvariablen im Simulationsprozess unter verschiedenen Netzschemata (in diesem Artikel wird die Staubkonzentration c als Schlüsselvariable verwendet).

Berechnen Sie den relativen Fehler zwischen den Schlüsselvariablen zwischen der Groblösung und der Feinlösung:

wobei ε der relative Fehler ist, \({\text{c}}_{{{\text{i}},{\text{grob}}}}\) die grobmaschige Konvergenzlösung ist und \({\ text{c}}_{{{\text{i}},{\text{fine}}}}\) sind die feinmaschigen Konvergenzlösungen.

Berechnen Sie den quadratischen Mittelwert der relativen Fehlermetrik des kritischen Bereichs und mehrerer Punkte „n(n = 1500)“ im kritischen Bereich:

Da der Netzverkleinerungsfaktor kleiner als 2 ist, muss der relative Fehler entsprechend angepasst werden. Um außerdem die Bedingung zu erreichen, dass der Wert von \(\varepsilon_{rms}\) auf die Bedingung extrapoliert wird, dass das reale Netz auf die Hälfte reduziert wird, sollte der GCI wie folgt für das Feinheitsgitter verwendet werden:

In Gl. (17), F ist der Sicherheitsfaktor (diese Studie verwendet vier Sätze von Netzschemata zur Berechnung des GCI; daher beträgt der Sicherheitsfaktor 1,25), \({\text{r}}\) ist der Netzverfeinerungsfaktor und \(p\) ist die Konvergenzgenauigkeit, die 1,97 beträgt.

Mesh wurde verwendet, um das konstruierte 3D-Modell zu vernetzen und die Netzschemata zu unterteilen (A–D, 800.000–3.000.000 Einheiten). Gleichzeitig wird beim Verfeinern des Netzes ein konstanter Reduktionswert in den drei Koordinatenrichtungen beibehalten. Das Vernetzungsschema ist in Tabelle 1 (a) dargestellt. Gemäß dem Berechnungsprogramm wurde der GCI-Wert anhand des Staubkonzentrationswerts von 1500 Punkten in der Kohlebergbauzone berechnet, wie in Tabelle 1 (b) dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass durch kontinuierliche Verfeinerung des Netzes die \(\varepsilon_{rms}\)- und GCI-Werte basierend auf der Staubkonzentration \(c\) allmählich abnehmen. Eine allgemeine Annahme ist, dass je dichter die Anzahl der Maschen ist, desto näher ist die numerische Lösung an der exakten Lösung und desto kleiner sind der Kürzungsfehler und der GCI. Wenn die GCIs zweier kontinuierlicher Maschen beide weniger als 0,5 % betragen, gilt die Masche als konvergent. Die GCI-Werte unter den Bedingungen C und D betrugen 0,49 % bzw. 0,37 % und lagen unter den Nennstandards. Der GCI-Wert von Schema D wird basierend auf Schema C weiter reduziert, was darauf hinweist, dass das geteilte Netz Netzunabhängigkeit erreicht.

Das geteilte Netz wurde in FLUENT importiert und die Parameter eingestellt. Die in der numerischen Simulation eingestellten Randbedingungen und Staubquellenparameter wurden entsprechend den tatsächlichen Betriebsbedingungen vor Ort eingestellt. Die Luftströmungsgeschwindigkeit am Lufteinlass wurde durch Berechnung des Durchschnittswerts aus mehreren Messungen vor Ort mit einem Anemometer ermittelt. Die Staubquellenparameter wurden vor Ort mit einem Staubsammler und einer staubhaltigen Filtermembran erfasst. Zur Messung der Staubkonzentration wurde die Filtermembran-Wiegemethode und zur Messung der Staubpartikelgröße die Partikelmethode verwendet. In der Simulation wurde die im Bohrloch strömende Luft als inkompressible Flüssigkeit betrachtet und das Temperaturfeld blieb unverändert. Als Geschwindigkeitseinlass wurde die Zuluftgasse eingestellt. Um sicherzustellen, dass während der Simulation kein Rückströmungsphänomen auftrat, wurde der Rückluftkanal als Druckausgang eingestellt. Beschreiben Sie die vier Neigungen der Arbeitsfläche, indem Sie die Größe der Erdbeschleunigung ändern. Detaillierte Parametereinstellungen finden Sie in Tabelle 2.

Um die Durchführbarkeit und Genauigkeit der Simulationsergebnisse zu überprüfen, wurden Datenmessungen an einer vollmechanisierten Abbaufront mit einer Strebneigung von 40° durchgeführt. Der TSI-9545 wurde zur Messung der Luftströmungsgeschwindigkeit und des AKFC verwendet. Zur Messung der Staubkonzentration wurde ein -92A-Staubprobenehmer verwendet. Aufgrund der tatsächlichen Arbeitssituation vor Ort wurde zur Reduzierung der Unfallhäufigkeit der Messbereich auf den Gehweg konzentriert. Als Beispiel für den Datenvergleich wurde die Höhe des Atemgürtels herangezogen. Insgesamt wurden 20 Beobachtungspunkte für Luftgeschwindigkeit und Staubkonzentration festgelegt. Die Koordinaten waren (4.6,1.7,2.7), (10.6,1.7,2.7), (16.6,1.7,2.7), (22.6,1.7,2.7). (28.6,1.7,2.7), (34.6,1.7,2.7), (40.6,1.7,2.7), (46.6,1.7,2.7), (52.6,1.7,2.7), (58.6,1.7,2.7), (64.6 ,1.7,2.7), (70.6,1.7,2.7), (76.6,1.7,2.7), (82.6,1.7,2.7), (88.6,1.7,2.7), (94.6,1.7,2.7), (100.6,1.7 ,2.7), (106.6,1.7,2.7), (112.6,1.7,2.7) und (118.6,1.7,2.7) mit einem Abstand von 6 m. Jeder Messpunkt wurde mehrfach gemessen und der Durchschnittswert zur Überprüfung mit den Simulationsergebnissen verglichen. Die Ergebnisse in Abb. 3 zeigen, dass der relative Fehler zwischen den numerischen Simulationsergebnissen der Staubkonzentration und Luftgeschwindigkeit und den vor Ort gemessenen Daten weniger als 10 % beträgt. Dieses Ergebnis zeigt, dass die numerischen Simulationsergebnisse die tatsächliche Situation auf dem Gebiet objektiv und genau widerspiegeln können, was das in dieser Studie erstellte Modell bestätigt. Das Modell kann die Bedingungen vor Ort genau vorhersagen und die damit verbundenen Bewegungsgesetze analysieren, die eine theoretische Leitrolle bei der Verbesserung des umfassenden Managements von Arbeitsstaub spielen.

Vergleich numerischer Simulations- und Feldmessdaten der vollmechanisierten Abbaufront [(a) Überprüfung der Luftgeschwindigkeit; (b) Überprüfung der Staubkonzentration).

Die Luftströmungseigenschaften der Kohlebergbaufläche unter „U“-förmigen Belüftungsbedingungen sind in Abb. 4 dargestellt. Die Farbe stellt die Luftgeschwindigkeit dar, die Linie stellt die Strömungsbahn des Luftstroms dar, der Pfeil stellt die Vektorrichtung der Geschwindigkeit dar , und die Legende ist die Messskala der Luftgeschwindigkeit.

Bei einer Neigung der Ortsbrust von 0° ist die Flugbahn des Windstroms um X = 22,5 m, Z = 1,5–2,5 m und am Gehweg um X = 34,3–64,2 m, Z = 1,1–1,9 m versetzt; es bildet eine Breite von etwa 0,67 m, die Luftgeschwindigkeit beträgt etwa 1,81–2,16 m/s aufgrund der Störung des turbulenten Windes, der von der Schertrommel geschnitten wird; Die Windströmung strömt in einem Winkel von 25°–30° in die ungenutzte Zone und befindet sich am hydraulischen Stützpfeiler X = 50,2 m. Es fließt in den Gehweg, wodurch die lokale Breite des Hochgeschwindigkeitswindströmungsgürtels 1,2 m erreicht.

Bei einer Neigung der Ortsbrust von 20° ist die Flugbahn des Luftstroms um X = 23,1 m, Z = 1,6–2,6 m und am Gehweg um X = 32,2–61,3 m, Z = 1,1–1,8 m versetzt; die Breite beträgt ca. 0,62 m; die Luftgeschwindigkeit beträgt aufgrund der Störung des turbulenten Windes, der durch die Schertrommel schneidet, etwa 1,82–2,23 m/s; Die Windströmung strömt in einem Winkel von 27°–34° in die ungenutzte Zone und strömt am hydraulischen Stützpfeiler X = 49,6 m wieder in den Gehweg, wodurch die lokale Breite des Hochgeschwindigkeitswindströmungsgürtels 1,05 m erreicht .

Bei einer Neigung der Ortsbrust von 40° ist die Flugbahn des Windstroms um X = 24,4 m, Z = 1,9–2,9 m und am Gehweg um X = 31,4–59,9 m, Z = 1,1–1,7 m versetzt; die Breite beträgt ca. 0,55 m; die Luftgeschwindigkeit beträgt etwa 1,82–2,24 m/s aufgrund der Störung des turbulenten Windes, der von der Schertrommel geschnitten wird; Die Windströmung strömt in einem Winkel von 35°–45° in die ungenutzte Zone und strömt am hydraulischen Stützpfeiler X = 48,3 m wieder in den Gehweg, wodurch die lokale Breite des Hochgeschwindigkeitswindströmungsgürtels 0,64 m erreicht .

Bei einer Arbeitsflächenneigung von 60° ist die Flugbahn des Luftstroms um X = 27,7 m, Z = 2,05–3 m und am Gehweg um X = 29,8–58,1 m, Z = 1,1–1,65 m versetzt, und die Formationsbreite beträgt ungefähr 0,45. M. Die Luftgeschwindigkeit beträgt ca. 1,83–2,25 m/s. Durch die Störung der den turbulenten Wind schneidenden Walze strömt die Windströmung in einem Winkel von 45°–50° in die ungenutzte Zone und mündet am hydraulischen Stützpfeiler X = 43,2 m wieder in den Gehweg, woraus sich die örtliche Breite ergibt des Hochgeschwindigkeitswind-Strömungsgürtels, der 0,57 erreicht.

Windströmungsdarstellungen bei verschiedenen Neigungswinkeln (α = 0°, 20°, 40°, 60°).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich der Luftstrom im Lufteinlasskanal nach Eintritt in die Ortsbrust in Gehweg- und Kabelkanalluftströme aufteilt. Die Wendepunkte des Kabelkanal-Luftstroms in den Gehweg unterscheiden sich bei unterschiedlichen Neigungswinkeln der Ortsbrust, und der Windstrom wird mit zunehmender Neigung der Ortsbrust zweimal abgelenkt. Der Abstand zwischen den Wendepunkten wird schrittweise verringert; Gleichzeitig wird mit zunehmender Neigung der Ortsbrust die durch den turbulenten Wind verursachte Windströmung reduziert, der Aufwärtsneigungswinkel in die ungenutzte Zone nimmt allmählich zu und die Breite der Hochgeschwindigkeitswindströmungszone wird von 1,2 auf 1,2 verringert auf 0,57 m, die maximale Luftgeschwindigkeit steigt jedoch allmählich von 2,16 auf 2,25 m/s.

Die Ebene Y = 2,8 m zwischen dem Dach und der vorderen Walze des Schrämers sowie die Zeitskala der vollmechanisierten Abbaufläche wurden analysiert. Das Staubverteilungs- und Migrationsgesetz ist in Abb. 5 dargestellt, wobei die Farbe die Staubmassenkonzentration darstellt und die Legende die Messskala der Staubmassenkonzentration zeigt. Die Schritte der Analyse waren wie folgt:

Zeitdiagramm der Staubverteilungsverteilung an der Arbeitsfläche Y = 2,8 m (T = 20, 30, 40, 60, 100S).

Nachdem der Staub erzeugt wurde, diffundiert er unter dem Einfluss der Windströmung allmählich in Windrichtung der Ortsbrust. Je größer die Neigung der Ortsbrust, desto größer ist außerdem der Staubausbreitungsbereich. Die Staubquelle des beweglichen Rahmens ist die gleiche wie der Luftstrom und ist in der Arbeitsfläche in zwei Teile unterteilt: den Arbeitsraum der Kabelrinne und den Gehwegraum. Bei T = 20–40S bleibt der Bereich hochkonzentrierter Staubquellen bei der Neigung jeder Ortsbrust im Wesentlichen unverändert. Wenn die Zeit T = 60–100S beträgt, wird der Staub auf der Gehwegseite durch die Windströmung beeinflusst und bewegt sich in die negative Y-Richtung. Bei der Migration bewegt sich der Staub in der Kabelrinne in Y-Richtung und die Bewegung Der Trend nimmt mit zunehmender Neigung der Arbeitsfläche zu. Darüber hinaus wird der beim Trommelschneiden entstehende Staub durch den schneidenden turbulenten Wind aufgewirbelt und diffundiert auf den Gehweg. Bei T = 100S ist der Staubverteilungszustand tendenziell stabil.

Die Schritte der vergleichenden Analyse des Migrationsgesetzes des Schneidstaubs sind wie folgt:

Bei einer Ortsbrustneigung von 0°, in der Nähe der hydraulischen Stütze X = 41,52 m, beginnt sich Staub allmählich auf dem Gehweg auszubreiten, der Staubcluster mit einer Länge von etwa 21,93 m, einer durchschnittlichen Breite von etwa 1,3 m und einer durchschnittlichen Konzentration bildet von etwa 634,56 mg/m3. Mit zunehmender Höhe beginnen die Cluster bei Z = 2,7 m „punktförmige“ Staubcluster zu zeigen.

Bei einer Neigung der Ortsbrust von 20°, in der Nähe der hydraulischen Stütze 746,04 mg/m3 auf dem Gehweg. Bei Z = 2,74 m beginnen sich „punktförmige“ Staubansammlungen zu zeigen.

Bei einer Ortsbrustneigung von 40°, in der Nähe der hydraulischen Stütze X = 41,22 m, breitet sich der Staub zunächst allmählich auf den Gehweg aus und bildet Staub mit einer Länge von etwa 42,47 m, einer durchschnittlichen Breite von etwa 1,74 m und einer durchschnittlichen Konzentration von etwa 823,47 mg/m3. Bei Z = 2,8 m beginnen sich „punktförmige“ Staubansammlungen zu zeigen.

Bei einer Ortsbrustneigung von 60°, in der Nähe der hydraulischen Stütze X = 40,02 m, breitet sich Staub zunächst allmählich auf dem Gehweg aus und bildet Staubcluster mit einer Länge von etwa 65,04 m, einer durchschnittlichen Breite von 1,9 m und einer durchschnittlichen Konzentration von etwa 910,56 mg/m3 auf dem Gehweg, der den gesamten Gehweg ausfüllte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich der Staub im Raum mit zunehmender Neigung der Ortsbrust näher an der Schrämmaschine befindet, wenn der Staub auf den Gehweg gelangt. Länge, Breite und Höhe der hochkonzentrierten Staubansammlung, die sich auf der Ortsbrust bildet, nehmen entsprechend zu. Zudem stieg die Staubmassenkonzentration von 634,56 auf 910,56 mg/m3. Der Grund für diesen Befund liegt darin, dass mit zunehmendem Neigungswinkel der Ortsbrust der Aufwärtsneigungswinkel der Windströmung nach dem Schneiden des turbulenten Windes und der Systembelüftung zunimmt und die Luftgeschwindigkeit zunimmt. was die Staubbewegung begünstigt, aber nicht, dass sich Staub absetzt; Je größer die Neigung der Arbeitsfläche, desto größer der Staubanteil im gesamten Arbeitsraum.

Abbildung 6 zeigt die räumliche Verteilung von Staubpartikeln im Kohlebergbau unter der „U“-förmigen Belüftungsbedingung. Die Staubpartikelkonzentration wird in verschiedenen Farben dargestellt und die Größe der Kugeln gibt den Staubpartikeldurchmesser an. Die Größe der Staubmassenkonzentration wird durch die oben genannte Legende dargestellt.

Räumliche Verteilungskarte der Staubpartikeldispersion (α = 0°, 20°, 40°, 60°).

Die Schritte der Analyse sind wie folgt:

Die Staubentwicklung des beweglichen Rahmens, kombiniert mit der in Abb. 4 und 5 zeigt, dass die hochkonzentrierte Staubgruppe am beweglichen Rahmen in zwei Teile geteilt ist. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der hochkonzentrierten Staubgruppe auf dem Gehweg war geringer als auf der Seite der Kabelrinne, da hier unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten auf beiden Seiten der hydraulischen Stützsäule und auf der Seite des Kabels herrschen Die Luftgeschwindigkeit im Boden ist größer als die Luftgeschwindigkeit auf dem Gehweg, was die Staubdiffusion begünstigt. Mit der kontinuierlich zunehmenden Neigung der Ortsbrust wird die Neigung zur Ablagerung hochkonzentrierter Staubansammlungen deutlich reduziert.

Bei einer Neigung der Ortsbrust von 0° bildet sich im Bereich von 1,8–2,7 m; Bei einer Neigung der Ortsbrust von 20° bildet sich im Bereich 2,75 m; Bei einer Neigung der Ortsbrust von 40° ergibt sich bei X = 34,6–83,71 m, Y = 2,7–5,9 m, Z = 1,8–2,75 m eine hochkonzentrierte Staubmasse mit einer durchschnittlichen Staubmassenkonzentration von 1108,28 mg/m3 gebildet; Bei einer Arbeitsflächenneigung von 60° bildet sich in der Zone X = 34,6–112,47 m, Y = 2,3–5,9 m, Z = 1,8–2,8 m ein hochkonzentrierter Staubcluster mit einer durchschnittlichen Staubmassenkonzentration von 1075,73 mg/m3. Wenn also die Neigung der Arbeitsfläche zunimmt, nehmen die Reichweite hochkonzentrierter Staubansammlungen, die Suspensionszeit und die Absetzreichweite allmählich zu.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Ergebnis auf die Geschwindigkeit des durch die Schwerkraft im Weltraum erzeugten Staubs, die Geschwindigkeit der Winderzeugung und die Geschwindigkeit des Teils des Staubs zurückzuführen ist, der von der Trommel erzeugt wird, die den turbulenten Wind schneidet. Die drei Geschwindigkeiten werden im Geschwindigkeitsvektor zusammengefasst. Aufgrund der geringen Staubmasse kann jedoch die durch die Schwerkraft erzeugte vertikale Geschwindigkeit vernachlässigt werden. Wenn die durch den schneidenden turbulenten Wind erzeugte Geschwindigkeit gleich bleibt, ist der Winkel zwischen den Geschwindigkeiten umso größer, je größer der Neigungswinkel der Arbeitsfläche ist der Staub entlang der X-Achse und der Arbeitsfläche, und desto größer ist die Summengeschwindigkeit des Staubs und der Neigungswinkel der Arbeitsfläche. In diesem Fall ist der Staubeffekt umso deutlicher, je größer der Neigungswinkel ist, die Schwebezeit des Staubs auf der Arbeitsfläche ist länger und die Ausbreitungsstrecke nimmt zu.

Die Konturkarte der Staubmassenkonzentrationsverteilung auf der Höhe der Atemzone der Arbeitsfläche unter der Bedingung der „U“-Belüftung ist in Abb. 7 dargestellt, wobei die Farbe die Staubmassenkonzentration und die Größe der Staubmassenkonzentration darstellt wird durch die Legende unten rechts dargestellt. Die schwarzen geschlossenen Linien in Abb. 7 sind die Konturlinien der Staubmassenkonzentration. Abbildung 8 zeigt das Anpassungskurvendiagramm des Staubverteilungstrends des Gehwegs bei verschiedenen Neigungswinkeln der Arbeitsfläche. Mehrere Dreiecke sind Streudiagramme der Staubmassenkonzentration, und die rote und grüne Linie stellen das erste und zweite Segment der Anpassungskurve dar.

Höhenlinienkarte der Staubmassenkonzentrationsverteilung auf der Höhe der Atemzone (α = 0°, 20°, 40°, 60°).

Anpassungskurvendiagramm des Trends der Staubverteilung auf dem Gehweg unter verschiedenen Neigungswinkeln der Arbeitsfläche (α = 0°, 20°, 40°, 60°).

Je größer die Neigung der Arbeitsfläche, desto größer die Staubdiffusionszone im Atembereich. Bei 0° Ortsbrustneigung beträgt die hochkonzentrierte Staubmasse 29,96 m; bei 20° Ortsbrustneigung beträgt die hochkonzentrierte Staubmasse 35,46 m; bei 40° Ortsbrustneigung beträgt die hochkonzentrierte Staubmasse 49,11 m; Bei einer Ortsbrust von 60° beträgt die Staubmasse hoher Konzentration unter dem Neigungswinkel 77,87 m; und bei unterschiedlichen Neigungswinkeln der Ortsbrust nimmt die Tendenz hochkonzentrierter Staubansammlungen, auf den Gehweg zu diffundieren, mit zunehmendem Neigungswinkel der Ortsbrust zu. Daher sollte bei der Durchführung des Staubschutzes der Einfluss der Neigung der Ortsbrust auf die Staubverteilung berücksichtigt werden. Je größer der Neigungswinkel, desto größer die Staubschutzreichweite. Dies erschwert den Schutz und erhöht die Gefährdung der körperlichen und geistigen Gesundheit der Arbeitnehmer. Vor diesem Hintergrund ist die Kurvenanpassung der Staubmassenkonzentration y der Gehweg-Atemzone und der Länge x der Ortsbrust in Abb. 8 dargestellt. Die mathematische Beziehung zwischen der Staubmassenkonzentration y der Gehweg-Atemzone und der Länge x der Ortsbrust , für unterschiedliche Bedingungen der Ortsbrustneigung ist wie folgt:

Wenn die Arbeitsflächenneigung 0° beträgt,

Wenn die Arbeitsflächenneigung 20° beträgt,

Wenn die Arbeitsflächenneigung 40° beträgt,

Wenn die Arbeitsflächenneigung 60° beträgt,

Wenn x = 53,96 der Grenzpunkt ist, liegt vor diesem Punkt ein Flüchtigkeitszustand vor, vor allem weil dieser Punkt mit dem Staub verschmilzt, der von der vorderen Walze des Walzenfräsens in der Mitte des Gehwegs erzeugt wird, wodurch die Staubkonzentration an diesem Punkt zunimmt Plötzlich und mit zunehmender Neigung der Arbeitsfläche nimmt die Staubmassenkonzentration an diesem Punkt allmählich zu. Mit zunehmender Neigung der Arbeitsfläche wird der Staub stärker vom schneidenden turbulenten Wind beeinflusst und die Neigung der neuen Windströmung bildet sich Nach der Vermischung mit dem normalen Wind nimmt die Strömung der Arbeitsfläche allmählich zu, was zu einer langen Periode der Staubsuspension und -ansammlung führt. Anschließend zeigt die Staubmassenkonzentration einen Abwärtstrend, aber mit zunehmendem Neigungswinkel der Arbeitsfläche nimmt der Abwärtstrend der Staubpartikel allmählich ab und die Schwebezeit auf der Arbeitsfläche nimmt zu. Durch diese passende Formel kann der Fokus der Staubvermeidung und -kontrolle entsprechend verbessert werden und hat praktische Bedeutung für die Prävention und Kontrolle von Staub und die Reduzierung des Auftretens von Pneumokoniose.

Die Ergebnisse der numerischen Simulation zeigen, dass das Staubausbreitungsmuster der umfassenden Bergbau-Arbeitsfläche relativ kompliziert ist, da der Einfluss des turbulenten Windes beim Schneiden des Walzenfräsens dazu führt, dass der von der vorderen Walze des Walzenfräsens erzeugte Staub in die Arbeitsbrust eingewickelt wird Der Wind strömt und dringt mit unterschiedlichen Einfallswinkeln in den ungenutzten Raum ein, was dazu führt, dass sich die hochkonzentrierten Staubansammlungen auf dem Gehweg unterschiedlich ansammeln. Entsprechend dieser Situation ist das geschlossene Staubkontrollsystem mit Luftschleierverfolgung wie in Abb. 9 dargestellt aufgebaut. Die Windvorhangmaschine ist horizontal entlang der Oberseite der hydraulischen Stütze angeordnet, und der Winkel des Windvorhangs wird durch den Windzaun reguliert um einen Barriere-Windvorhang zu bilden, so dass der Bürgersteig von der Kohlebergbau-Betriebszone isoliert ist und die Luftgeschwindigkeit vom Luftgeschwindigkeitssensor erfasst wird und das Windvolumen der Windvorhangmaschine vom Frequenzumwandlungsgeschwindigkeitssteuergerät gesteuert wird , um eine bessere Staubisolierung zu erreichen.

Diagramm der Ausrüstung für die Luftschleierverfolgung mit geschlossenem Staubkontrollsystem.

In der obigen Analyse beträgt der Einfallswinkel 25°–30° bzw. 27°–34° für eine Flächenneigung von 0° bzw. 20° und die Luftgeschwindigkeit wird bei 1,81–2,23 m/s gehalten. Der Einfallswinkel und die Position des Staubs, der in den Gehweg eindringt, sind ähnlich, daher wird für beide Fälle ein Staubkontrollsystem erstellt, während für eine Geländeneigung von 40° und 60° der Einfallswinkel und die Position des Staubs, der in den Gehweg eindringt, unterschiedlich sind bedeutend. Daher ist für unterschiedliche Neigungswinkel des Staubs in den Gehwegwinkel und die Position das Design eines Staubkontrollprogramms mit drei Windvorhangmaschinen vorgesehen, bei dem zwei benachbarte Windvorhangmaschinen mit dem Betrieb verbunden sind. Das Diagramm zur Einstellung des Windvorhangs ist in Abb. 10 dargestellt

Wenn der Windstrom von der Einlaufspur in die umfassende Abbaufläche eintritt, wird der Windstrom umgelenkt, wobei ein Teil in den Gehweg und ein anderer Teil in die Kabelrinne strömt. Wenn die Neigung der Arbeitsfläche 0° und 20° beträgt, ist die Luftgeschwindigkeit gering und die Windströmung wird durch die hydraulische Säule beeinflusst, was zu einem kleineren Windablenkungswinkel und der Tendenz des vom beweglichen Rahmen getragenen Staubs führt, nachzugeben Der Bürgersteig ist klein. Der von der Vorderwalze der Kohleabbaumaschine erzeugte Staub befindet sich auf der Höhe der Atemzone, was eine ernsthafte Gefahr darstellt und durch den abgeschnittenen turbulenten Wind beeinflusst wird, der in einem Einfallswinkel von 25 auf den Bürgersteig und die ungenutzte Zone strömt ° auf 34°, so dass die Windvorhänge Nr. 21, 22, 23, 24, 25 und 26 eingeschaltet werden und ein Windvorhang von + 5° in der Laufrichtung der Kohleabbaumaschine gebildet wird, um die Richtung anzupassen Der Windstrom und gleichzeitig wird der Luftgeschwindigkeitssensor kombiniert, um die Geschwindigkeit des Windvorhangs anzupassen. In Kombination mit dem Luftgeschwindigkeitssensor wird die Tendenz des Staubtransports zum Gehweg angepasst und die Arbeitsumgebung an der Ortsbrust verbessert .

Wenn der Neigungswinkel der Arbeitsfläche 40° beträgt, erhöht sich offensichtlich die Tendenz des vom Wind getragenen Staubs, in den Gehweg zu strömen, und der vom Staub getragene Staub konzentriert sich in der Nähe des Dachs, und der Diffusionsbereich vergrößert sich aufgrund der Wirkung des Aufwinds. Der Windvorhang wird in einer Richtung von + 10° geformt, um die Richtung des Windstroms zu regulieren, und die Geschwindigkeit des Windvorhangs wird in Kombination mit dem Luftgeschwindigkeitssensor angepasst, um den Trend des Staubtransports zu kontrollieren und die Arbeitsumgebung zu verbessern die Ortsbrust.

Wenn der Neigungswinkel der Arbeitsfläche 60° beträgt, konzentriert sich der Staub in der Nähe der oberen Platte und die Tendenz zur seitlichen und vertikalen Bewegung nimmt stark zu, sodass der Windvorhang Nr. 7, 8, 10, 11, 13, 14, 16 und 17 werden eingeschaltet, um einen vertikalen Windvorhang zu bilden, der verhindert, dass der Windstrom mit dem Staub auf den Bürgersteig gelangt. Der Windstrom unterliegt dem turbulenten Wind, der von der Trommel vor dem Scherer in einem Einfallswinkel von 45° bis 50° geschnitten wird, und strömt zum Gehweg und in die ungenutzte Zone. Wenn sich eine Vielzahl stark verdichteter Staubwolken bilden, werden die Luftschleier 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 und 30 eingeschaltet und ein Vorhang von + 15° in Richtung der Walze erzeugt Der Betrieb dient dazu, die Richtung des Windstroms zu regulieren, während die Geschwindigkeit des Vorhangs in Verbindung mit dem Luftgeschwindigkeitssensor angepasst wird, um den Staubtransporttrend zu steuern und die Arbeitsumgebung an der Ortsbrust zu verbessern.

Diagramm zur Einstellung des Windvorhangs.

Mit zunehmender Neigung der Arbeitsfläche erhöht sich die Aufwärtsneigung des Luftstroms in die unbebaute Zone allmählich von 25° auf 50°, und die maximale Windgeschwindigkeit des Gehwegs erhöht sich allmählich von 2,16 auf 2,25 m/s und die Breite nimmt ab von 1,2 bis 0,57 m.

Wenn die Neigung der Ortsbrust zunimmt, wird der Staub unter dem Einfluss des schneidenden turbulenten Windes und der Belüftung des Systems auf die Gehwegseite beschleunigt. Unterdessen nehmen die Reichweite hochkonzentrierter Staubcluster, die Suspensionszeit, die seitliche Migrationsintensität und die Ablagerungsfläche in unterschiedlichem Maße zu; das Volumen der Staubcluster erhöht sich von 62,02 auf 202,46 m3.

Bei Neigungen der Ortsbrust von 0°, 20°, 40° und 60° zeigt die Staubkonzentration in der Atemzone des Gehwegs bei X < 53,96 m eine Sinusfunktion mit der Länge der Ortsbrust und bei X ≥ 53,96 m, es erfüllt die exponentielle Zerfallsfunktion.

Es wird die geschlossene Staubkontrolltechnologie mit Luftschleierverfolgung vorgeschlagen. Entsprechend den unterschiedlichen Winkeln des Versatzes des Windstroms und der Sammelposition der hochkonzentrierten Staubmasse unter der Neigung der Arbeitsfläche werden der Luftschleierwinkel und die Luftgeschwindigkeit automatisch vom Infrarot-Steuergerät verfolgt und gesteuert, um zu steuern Begrenzen Sie die Tendenz der Staubübertragung auf die Arbeitsfläche und stellen Sie sicher, dass der Staub auf der Seite des Kabelkanals so gut wie möglich kontrolliert wird.

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel enthalten.

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Diese Arbeit wurde finanziell von der National Natural Science Foundation of China (Grant-Nr. 52274215, 51904171, 52004150), dem Qingchuang Science and Technology Project of Universities in Shandong Province, China (Grant-Nr. 2019KJH005) und dem Outstanding Young Talents Project unterstützt der Shandong University of Science and Technology (Grant-Nr. SKR22-5-01).

Hochschule für Sicherheit und Umwelttechnik, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, 266590, China

Gang Zhou, Yang Kong, Qunzhi Meng, Yongwei Liu und Biao Sun

Staatliches Schlüssellabor für Bergbaukatastrophenprävention und -kontrolle, gemeinsam gegründet von der Provinz Shandong und dem Ministerium für Wissenschaft und Technologie, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, 266590, China

Gang Zhou, Yang Kong, Qunzhi Meng, Yongwei Liu und Biao Sun

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Bingyou Jiang

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Jinli Wang, Dong Yan und Zhenhua Li

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GZ: Konzeption, Betreuung, Projektadministration, Fördermittelakquise. KY: Konzeptualisierung, Methodik, Schreiben – Vorbereitung des Originalentwurfs, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. QM: Untersuchung. BJ: Formale Analyse. YL: Datenkuration. GL: Ressourcen. BS: Visualisierung. JW: Validierung. DY: Software. ZL: Software.

Korrespondenz mit Biao Sun.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Zhou, G., Kong, Y., Meng, Q. et al. Forschung zum Staubausbreitungsgesetz vollmechanisierter Abbauflächen unter verschiedenen Neigungen und zur Verfolgung geschlossener Staubkontrollmethoden. Sci Rep 12, 16633 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-20606-9

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Eingegangen: 02. Juli 2022

Angenommen: 15. September 2022

Veröffentlicht: 05. Oktober 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-20606-9

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