煤层干式钻孔粉尘运动及粒径分布的数值模拟

为有效地减轻煤层干式钻孔粉尘污染,改善现有粉尘防治效果,运用SolidWorks联合DesignModeler建模,采用Fluent对煤层干式钻孔粉尘运动进行数值模拟。研究发现:粉尘颗粒自孔底产生后,在环状狭缝射流及钻杆持续转动的双重作用下,向孔口方向高速喷出。随着粉尘颗粒在钻场内不断运动,粉尘扩散速度逐渐降低,粉尘质量流率不断减小,R-R分布指数缓慢增大,粉尘中位径及R-R特征粒径先增大后减小。粉尘质量浓度随时间推移先逐渐增大至最大值,而后围绕该最大值小幅波动;沿程先迅速上升至最大值,而后急剧降低至较小值,再逐步缓慢降低。该研究可为煤层干式钻孔粉尘控制装置结构参数的设定提供指导。