《固體充填採煤物料垂直輸送的動力特性研究》是依託中國礦業大學，由巨峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：固體充填採煤物料垂直輸送的動力特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：巨峰
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
固體物料垂直輸送系統是實現礦山固體物料（如矸石、粉煤灰等）從地面直接運輸至井下的一種新型管道輸送技術，它較好地解決了固體充填採煤中充填料高效連續化供應的技術難題，但固體散料在大垂深空間內大量輸送過程中易引發動力衝擊、管道磨損、氣流場變化等制約生產安全的問題。基於此，採用理論分析、實驗室測試、數值模擬和現場試驗等研究手段，通過研究固體物料在大垂深空間內輸送過程中的分布狀態、風阻特性及氣固兩相作用特徵，建立合理的輸送模型，得到固體物料在大垂深空間內的基本運動規律，從而可以解決固體物料垂直投放中的三個關鍵科學問題：（1）固體物料垂直投放過程中的分布狀態描述方法與模型建立；（2）不同投放條件下固體物料垂直下落中的風阻變化規律；（3）不同投放條件下固體物料與氣流場的相互作用關係。研究成果將為固體物料垂直投放中的緩衝技術與裝備、氣流導排技術與系統的開發，以及該技術的工程套用提供重要理論依據。
結題摘要
固體充填採煤技術是針對我國我國大規模煤炭開採造成十分嚴重的礦區資源浪費和生態環境破壞問題而開發的一種新型充填開採方法，它與綜合機械化採煤相匹配，採用機械化的方法把礦區的矸石、粉煤灰等固體廢棄物密實充填採空區，安全高效地采出傳統技術無法回收的煤炭資源。而固體物料垂直輸送系統是實現礦山固體物料（如矸石、粉煤灰等）從地面直接運輸至井下的一種新型管道輸送技術，它較好地解決了固體充填採煤中充填料高效連續化供應的技術難題，但固體散料在大垂深空間內大量輸送過程中易引發動力衝擊、管道磨損、氣流場變化等制約生產安全的問題。 基於此，本項目通過採用理論分析、實驗室測試、數值模擬和現場試驗等研究手段，研究了固體充填物料在垂直投料管內的運動特徵及其引起的氣流場分布特徵、固體充填物料衝擊特性及其緩衝機理等，取得以下主要研究成果：（1）根據固體充填物料實際投放特徵，建立了以透風率為參量的運動模型，並採用風洞試驗方法研究了固體充填物料在垂直投放過程中的風阻特性，得到了固體充填物料的運動控制方程及在不同投放量條件下固體充填物料的運動規律。（2）採用ABAQUS數值模擬軟體分析了固體充填物料垂直投放通道內氣流速度場和壓力場的分布規律，揭示了垂直投料管氣固兩相運動特徵與作用原理，研究了卸壓作用對氣流場的分布影響，得到了氣流卸壓原理。（3）基於碰撞力學的基本原理，建立了固體充填物料與被動碰撞體的動力衝擊模型，分析了固體充填物料垂直投放中的衝擊特徵，並採用數值模擬軟體研究得到了被動碰撞體在不同衝擊條件下的動態回響規律。研究成果為固體物料垂直投放中的緩衝技術與裝備、氣流導排技術與系統的開發，以及該技術的工程套用提供重要理論依據。
