综放工作面粉尘浓度空间分布规律的数值模拟及其应用

周刚^1,2，程卫民^1,2，陈连军^1,2，聂文^1,2

1. 山东科技大学资源与环境工程学院2. 山东科技大学矿山灾害预防控制重点实验室

摘 要：针对粉尘采样器测尘法不能全面反映工作面作业空间粉尘浓度的缺点,用数值模拟的方法对综放工作面粉尘浓度的三维分布规律进行研究。为此,根据综放工作面气体-粉尘流动的特性,运用颗粒相的动力学理论,推导了颗粒相应力的表达式,实现了求解粉尘浓度空间分布规律的k-ε-Θ-kp双流体封闭方程组的数学建模。采用基于同位网格的SIMPLE算法,利用Fluent软件对综放工作面粉尘浓度空间分布规律进行了数值模拟。根据模拟结果指导综放液压支架喷雾降尘装置的优化设计,取得了很好的降尘效果。

关键词：综放工作面;粉尘浓度;数值模拟;颗粒相应力;k-ε-Θ-kp双流体方程;