过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (7): 737-749.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225218
陈宜华1*, 谭豪男1, 杨青1, 王晓楠2, 熊晓晨3
Yihua CHEN1*, Haonan TAN1, Qing YANG1, Xiaonan WANG2, Xiaochen XIONG3
摘要: 针对金属矿深部长距离掘进巷采用串联式贴附射流通风,存在风质衰减显著、污染易循环累积等问题,本研究采用CFD数值模拟方法,构建串联通风模式下流场及湿-热-尘多维污染物扩散模型,深入剖析流场结构及污染物扩散规律,提出首段大直径风筒调质+次段风筒局部增压的双级变径式通风优化设计,并对该设计的关键参数(筒径比λ、串联间距H)进行进一步寻优,最终通过某金属矿深井长距离巷道试验验证。结果表明,串联式贴附射流流场可分为喷射发展区、偏转气流区、再循环区和稳定回流区四个部分。再循环区内形成的强剪切涡旋结构使巷道内温-尘综合污染物在此聚集盘旋,是造成二次污染的关键原因。双级变径通风模式的污染物排除能力在λ=0.75, 0.80, 0.85, 1.00四个实验组内,随串联间距H (0.5 m≤H≤1.0 m)减小均呈现先增强后减弱的特征,同时在同一H条件下,随λ减小呈现相似的先增后减趋势。在当前研究区间内存在最优工况条件(λ=0.80, H=1.0 m),相较于优化前,工作区呼吸性粉尘最大浓度降至1 mg/m3所需的排尘时间缩短45.8%,连接区缩短35.4%,有效提升了串联通风模式下污染物排放能力。