流体力学在采矿中的应用

工程流体力学在采矿工程中的应用采矿工程0903班梁肃汉0903020322工程流体力学在采矿工程中的应用流体力学是研究流体在各种力作用下的平衡和运动规律及其应用的学科。

流体力学的任务是研究流体的平衡和机械运动的规律，以及这些规律在工程实际中的应用。

流体力学的理论被广泛应用于许多工程和领域中。

其在采矿工程中的应用也是很广泛的。

在矿井通风、通风除尘、矿山排水、选矿工艺等矿业工程中，都需要应用流体力学知识。

1.矿井通风众所周知，通风对于一个矿井的安全与生产来说是至关重要的。

现行的大多数矿井采用的是负压通风。

负压体系一般为稀相输送（负压气力输送示意图见课本182页图10.21）。

矿井巷道中的风阻与风压、风速与流量控制等都需要运用流体力学知识。

研究巷道内流体流的流动需运用均匀流动和沿程损失、非均匀流动和局部损失等方面的相关流体力学知识。

气力输送系统风机的选用，则是利用流体力学中风机特性曲线与流行图上的压降曲线适配（风机特性曲线与压降特性曲线示意图见课本184页图10.24）。

2.采掘过程中的除尘在采矿巷道的掘进和采煤工作面，由于掘进设备和采煤机的运行，会造成大量的煤尘漂浮在空气中，从而影响工作安全和人员的健康。

故而在其工作面上配备有喷雾除尘装置。

喷雾装置的掺气量直接影响到除尘的效果。

运用好流体力学知识可以更好的为开采工作面和掘进工作服务，从而减少煤尘对工作造成的负面影响。

3.矿山排水矿井透水现象将严重影响到煤矿生产安全和效率，因此矿山排水对于煤矿安全生产十分的重要。

排水系统的建立也大量依赖流体力学知识。

4.选矿工艺洗煤厂中大都采用重力选矿。

对于不同重量大小的煤进行分离。

选矿设备大量的运用的流体力学知识。

在上学期的煤矿实习中，在山西凤凰山煤矿的洗煤厂，我有幸参观了整个选煤过程。

通过液体的浮力与离心作用，将刚刚从井底运送上来的煤矿进行分离。

通过对流体力学的学习，我认识到这个过程是运用了流体力学的知识。

流体力学在采矿中的应用还有许多许多，其对整个矿井生产系统拥有着很大的支撑与贡献。

矿物加工中流体动力学的应用在当今的矿物加工领域，流体动力学发挥着至关重要的作用。

它不仅为提高矿物加工效率和质量提供了理论支持，还为新技术和新设备的研发开辟了道路。

矿物加工的过程，简单来说，就是将有用矿物从原矿中分离出来，以获得满足工业需求的矿产品。

这一过程涉及到众多的物理和化学操作，而其中许多环节都与流体的流动特性密切相关。

流体动力学在矿石破碎和磨矿中的应用十分显著。

在破碎过程中，物料的运动和受力状态直接影响破碎效果。

通过研究流体在破碎腔中的流动规律，可以优化破碎机的结构和工作参数，提高破碎效率，降低能耗。

例如，在颚式破碎机中，流体的流动能够协助物料的排出，避免堵塞，同时还能带走破碎过程中产生的热量，减少设备的磨损。

在磨矿环节，流体动力学的作用同样不可小觑。

磨矿机中的矿浆流动状态对磨矿效果有着重要影响。

合理控制矿浆的流速和流向，可以使矿石颗粒在磨矿机内得到更均匀的研磨，提高产品的粒度均匀性。

此外，利用流体动力学原理，可以设计出更有效的搅拌装置，增强磨矿介质与矿石颗粒之间的碰撞和摩擦，从而提高磨矿效率。

浮选是矿物加工中常用的分离方法之一，流体动力学在其中也有着关键的应用。

在浮选过程中，气泡与矿物颗粒的相互作用是实现分离的基础。

流体的流动特性决定了气泡的生成、上升速度和分布状态，进而影响矿物颗粒与气泡的碰撞和附着概率。

通过研究流体动力学，可以优化浮选机的结构和操作参数，如叶轮转速、充气量等，以产生大小合适、分布均匀的气泡，提高浮选的选择性和回收率。

在重选过程中，流体动力学的影响同样不容忽视。

重选是利用矿物颗粒在重力场和流体介质中的运动差异来实现分离的。

流体的流速、流向和紊流程度等都会影响矿物颗粒的沉降速度和运动轨迹。

例如，在螺旋溜槽中，通过控制矿浆的流速和流态，可以使不同密度的矿物颗粒在螺旋槽内实现有效的分层和分离。

过滤和脱水是矿物加工中的重要后续处理步骤，流体动力学在这两个环节也发挥着重要作用。

在过滤过程中，滤液在过滤介质中的流动阻力和渗透特性直接影响过滤速度和效率。

煤矿工程实例在流体力学教学中的应用
流体力学实验教学以实践为主，是一门重要的理论实践课程，是力学分析的必备课程。

煤矿工程作为工程应用的一个领域，它是通过流体力学知识来计算水力学力对煤矿安全作用和成效。

煤矿工程实例可以用于流体力学实验教学，为学生设计实际的操作，让学生体验到实际流体力学知识在煤矿工程中的应用。

通过煤矿工程实例，老师能够完整地将学习内容放入具体的煤矿工程中，让学生清楚煤矿工程上的开采剖面、排水网、排水井等，更加深入地了解流体的原理。

例如教学中关于开采剖面的沉降特性，可以使用煤矿工程中实际出现的沉降量与煤矿工程实例图中的比较，从而更深刻地理解沉降的概念。

此外，学生还可以从煤矿的概念，就流体力学发展出详细的概念，从而较好地理解学习风湿病力学实验。

通过煤矿工程实例，学生可以将学习理论和实践有机结合起来，掌握与工程应用相结合的原理，让学生将实践与技术应用一体融为一体，更容易掌握。

学生也可以对煤矿工程中出现的力学问题进行统计分析，以说明它们是如何下降的，可以从煤矿工程实例中提取有用的技术数据，通过统计方法进行分析，从而得出有用的结论，这将是学生们学习流体力学的一个能力和实践。

综上所述，煤矿工程实例可以有效地应用于流体力学教学中，可以帮助学生深入理解流体力学知识，更好地掌握流体力学实验，从而促进学生专业知识的掌握，并能有效地促进工程实践教学的开展。

流体力学在采煤工作面降温中的应用摘要：本文从守恒原理出发，在考虑温度引起空气密度变化、等压和小密度差近似的前提下，导出了描述风流紊流状态热量交换的数学模型。

采用紊流粘性系数模型，封闭方程组，建立了一种新风流热量交换的数学模型——场模型。

通过对矿内风流流动及热力过程的理论分析,系统地开展内风流流场和风流温度场的分布规律及其耦合作用机理的理论分析研究,通过数值模拟,初步得出了矿井回采工作面风流温度与各种参数的变化规律:回采工作面风流温度随风速提高呈负幂函数规律降低,随入风流温度升高呈线性升高,随工作面长度和采煤机位置的变化而变化。

关键词：紊流模型，热量交换，流场，温度场，数值模拟0引言在深井的建设和深埋矿井的开采中，高温热害是矿井施工过程中经常遇到的问题，随着矿井开采深度的逐步加深，井下地温也随之升高。

因此，矿井高温、高湿环境对矿工身体健康及矿井的安全生产产生极其重要的影响，尤其是在采掘工作面处，气温高，湿度大，空气含氧量低，工作环境极度恶劣。

90年代之后，我国很多矿山也都陆续进入深部开采。

我国煤矿1980 年平均开采深度为288m，到1995 年为428m，现在达到700～800m，并且平均每年以8～12m的速度增加，开采深度超过l000m 的矿井已有数十对。

据我国煤田地温观测资料统计，百米地温梯度为2～4℃/100m。

据全国矿井高温热害普查资料统计，我国已有140余对矿井出现了不同程度的高温问题，其中采掘工作面风温超过30℃的矿井已达60余对，矿井的热害问题变得越来越突出。

为井下营造良好的工作环境，改善工人的劳动环境，延长采掘设备的使用寿命，提高生产效率，已成为矿井开采亟待解决的问题。

煤矿深井降温技术研究作为煤矿科技研究的一个发展方向，已然是国内外学者研究的重要领域。

1 国内外研究现状1.1国外研究现状上世纪二十年代，由于世界各国煤矿开采规模尚较小，矿山地热问题并不十分突出，矿井围岩的热计算研究仅限于个别的研究成果。

流体力学在工程中的应用XXXXX（西安科技大学能源学院采矿工程1301班XXXXX ）摘要：流体力学是力学的一个分支，它研究流体静止和运动的力学规律，及其在工程技术中的应用。

流体力学是一门古老的学科，同时也是一门理论性极强、应用性很广的学科。

是人类在生产实践中逐步发展起来的，流体力学现在已经发展成为基础学科的一部分，它的研究对象是随着生产的发展和科学技术的进步而日益深化和扩大的，如在矿业领域中——矿井通风、矿山排水、选矿工艺等矿业工程——都应用了现代流体力学的有关知识。

关键词：流体力学矿井应用效率Application of fluid mechanics in mining engineering(1301, HuangNing 1303110115), the school of energy ，Xi'an University of Science And Technology.Abstract: fluid mechanics is a branch of mechanics, it studies the mechanics law of fluid static and motion, and its application in engineering technology. Fluid mechanics is an ancient discipline, and it is also a subject of great theoretical and practical application. As the development of human beings in production practice, fluid mechanics has now become a part of the basic discipline. Its research object is the development of production and the progress of science and technology.Key words: fluid mechanics mine application efficiency1.流体力学在矿井通风中的应用在过去，由于科学技术的落后人们很难将流体力学运用到采矿工程中。

1242022年4月上 第07期 总第379期0.引言计算流体力学（CFD）是由数学理论、流体力学、数值计算分析、计算几何及计算机科学等交叉产生的一门应用基础学科，主要用于流动、传导等相关物理现象的数值模拟。

随着人们的深入研究，计算流体力学在各种流动现象和工业、工程应用方面都具有强大的生命力，并广泛应用于航空航天、水利工程、矿业工程、环境工程等各领域。

采矿和矿物加工过程中有很多的流动现象，本文主要在查阅有限文献的基础上，对CFD 在采矿及矿物加工工程中的应用进行简单的综述。

1. CFD 在采矿方面的应用采矿过程中矿区的通风、粉尘等有害气体排出、充填料浆输送等问题严重影响着矿山的安全生产，基于上述问题，学者们结合现场情况，利用计算流体力学（CFD）技术进行了气体及料浆的分布和流动等研究工作，为采矿的安全与防治提供理论指导。

为研究采矿工作面合理通风方式、防治自然发火以及瓦斯治理技术，胡千庭等[1]应用CFD 数值模拟技术对煤矿采空区中瓦斯的流动及分布规律进行了较为详细的研究。

通过引用采空区的空间形状、塌落度情况以及配合采空区中瓦斯流量等参数，构建地下空间等长壁工作面的三维模型，并自定义了瓦斯的流动形态模型及边界条件，从而建立采空区的基本形态模型，随后利用采空区现场检测得出的瓦斯浓度和抽放等数据对建立的基本形态模型进行校验。

通过CFD 模型模拟最终发现，采空区中回风巷中最高瓦斯浓度可以达到80%。

同时由资料了解，目前利用CFD 对瓦斯在采空区内流动的规律进行模拟是当下的热点，也是当下研究瓦斯流动最有效的方法之一。

在充填料浆浓管道输送的研究中，吴迪等[2]为解决某铁矿充填料浆的管道自流输送问题，采用固-液两相流理论和CFD 方法，构建在管道中充填料浆自流输送的两相流控制方程，利用Gambit 构造实际管道三维模型，在Fluent 的3D 解算器中进行数值模拟。

根据问题的需要，模拟采用Realizable k-ε湍流模型。

流体及成矿作用研究综述近些年来，关于流体及其在成矿作用中的作用方面的研究内容越来越受到重视。

从一般意义上讲，流体指水、油、气体等液体或气体，它们可以在矿藏中穿越，并在矿藏中承载、运输矿物质。

在构造复杂的矿床中，以及有关深部热动力地质过程的研究中，流体成为研究的一个重要组成部分。

在金属矿床的形成和穿越过程中，流体的特性和种类是至关重要的因素。

大气或地壳中的原生流体，特别是水和气体可以增强沉积物的活动性，并影响矿石的晶体结构和表面形态，有助于矿物的凝结和析出。

这种流体与热升华、深部熔融及渗透流体等活动性因素相结合，是新矿床形成、稳定及转化过程的重要调节因素，也是金属矿床赋存和分布的主要影响因素。

根据对流体及成矿作用的研究，可以提出流体在成矿作用中的四个主要作用：热源作用、热传导作用、晶体颗粒运移作用和化学作用。

第一，流体作为热源可以带来热量，增大当前的环境温度，使热传导辐射强度增加，从而影响矿藏结构及矿物构成。

热量源和对流加热除魔把热能从一个地区传递到另一个地区，从而起到调节多空间热负荷的作用，促进金属矿床的形成。

第二，流体作为热传导介质。

热水流体温度可以受到外界的影响，而且它的性质不断变化，这使得热量能够在活动的流体中进行传输，改变矿藏的温度分布。

第三，流体作为晶体颗粒运移的介质。

水流中的悬浮物会使矿物团粒运动，从而改变矿物的晶体结构和形态，增强金属矿床形成的缓慢过程。

第四，流体作为物质运移和物质折射的介质。

流体与矿物之间的反应可以影响其组成比例，改变矿物的构造和物质组成，同时也会在矿物表面释放矿物组成元素。

以上就是流体在成矿作用中所起的作用，从不同方面清楚地论述了流体的参与、作用及能力。

在深入研究流体及成矿作用的基础上，通过流体动力学模型和地球物理模型，对矿藏空间结构水温场，以及矿石的凝结析出过程的控制机制，进行全面的分析，以期有助于识别、定型和模拟矿床的成因机制。

总之，流体在成矿作用中扮演着重要的角色，对矿床形成具有不可忽视的影响，是矿床研究的重要内容。

论流体力学在选矿中的应用摘要：所谓的流体力学，是一门专门研究像液体、气体等流体运动形态以及其运动规律和应用的学科。

流体在力的作用下，其本身的物理性质会发生一定的变化，比如流体的固体壁面，流体和固体之间的相互作用，流体的压强、温度，还有流体的密度等等变量，都会发生变化。

在选矿的过程中，有许多地方都会用到流体力学的知识，比如一些设备的设计，就是按照流体力学的原理来设计的，所以流体力学在选矿中起着极其重要的作用。

本文就流体力学的特点做了详细的阐述，以及对流体力学在选矿中所存在的问题进行了深入的探讨。

前言流体力学的发展起源于阿基米德，他是一位古希腊人，建立了液体平衡理论，在这个基础上，流体力学的运用才得以发展。

而如今流体力学的应用范围越来越广泛，在空气动力学、电磁计算流体学、气液相流体学等方面都有十分重大的突破。

冶金和煤矿的生产都需要进行选矿，在工业生产上，选矿起着非常重要的作用。

所谓选矿，就是通过化学或者是物理等方法把有用的矿物和无用的矿物分开，最终获取能够被生产中得以利用的矿物的过程。

选择有用物料的方式分为两种情况。

一种是针对单体解离状态的，可以采用不同的选矿方法，把我们所需要的有用的矿物筛选出来；另一种是针对不能达到单体解离状态的，这就需要将物料用机械破碎和磨碎的方法来取得当中的有用矿物。

回看整个世界的选矿发展史，不难看出，流体力学在整个选矿发展过程中起到了不可替代的作用。

众所周知，在工业生产上选矿的方法有很多，比如利用重力来进行筛除选矿，还有利用浮力来选矿等等。

随着科技的发展，应用流体力学的原理来进行选矿，已经越来越普及，现在许多大型选矿机器都有流体力学的应用。

也就是说，要进行高质量、高效率的选矿，流体力学的运用是必不可少的环节。

1.选矿中所用的设备1.1旋流器所谓的旋流器，在液体的分级分离中经常用到它。

它的工作原理是利用离心的方法，使得不同质量不同密度的物质分离沉降。

旋流器整体是一个圆锥形，采出来的矿浆通过管道进入旋流器内部，进入的矿浆在旋流器强大的离心力作用下，产生旋转。

浅谈矿井通风系统中的流体力学理摘要：矿井通风是煤矿安全生产的基础，流体力学原理是通风系统中的重中之重。

我们将气体在巷道中的流动称为管流流动。

本文主要研究矿井风流管流流动特征以及其中所应用的流体力学原理。

关键词：矿井通风，管流，流体力学Abstract:Mining ventilation is the base of safe mining ,and fluid mechanics principles are the most important of ventilation system .It isthe premise of safety management of ventilation to analyze and computeventilation network accurately .It is defined pipe flow flowing that the gas flowing in the tunnel .This thesis is mainly about integrationof pipe flow flowing .Key word:mining ventilation pipe flow fluid mechanics1绪论矿井通风系统是由向井下各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网络和通风动力及通风控制设施等构成的工程体系。

研究矿井通风的目的是用最经济的方法向井下各用风地点供风，为井下创造一个适宜的工作环境。

矿井通风是煤矿生产过程中的一个重要环节，是实现安全生产、防治瓦斯煤尘事故的隐患的必要条件。

有效合理的通风不仅能满足矿井生产的通风要求，而且对井下火灾及瓦斯和煤尘爆炸的防治也起着至关重要的作用。

因为矿井通风是稀释和排出瓦斯与粉尘最有效、最可靠的方法，也是创造良好劳动环境的基本途径，合理的通风又是抑制煤炭自燃和火灾发生的重要手段。

目前，井工煤矿用通风方法排除矿井瓦斯量的 80%-90%；排除采煤工作面瓦斯量的 70%-80%；排除装有抑尘装置采煤工作面粉尘量的20%--30%；排除深井采煤工作面热量的 60%-70%。

流体力学的原理在煤矿通风系统中的应用一、引言煤矿通风系统是保障煤矿安全生产的重要设施之一，其作用是通过流体力学原理实现对煤矿内部空气的合理调节和控制。

本文将介绍流体力学原理在煤矿通风系统中的应用。

二、流体力学基础1. 流体力学概述流体力学是物理学中的一个分支，主要涉及液体和气体的运动规律和性质。

它包括了静力学、动力学和连续介质力学等多个方面。

2. 流体静力学流体静力学主要涉及静止流体的压强分布和浮力等问题。

其中，压强分布与深度成正比，而与液体密度成反比。

3. 流体动力学流体动力学主要涉及运动状态下的速度场、压强场以及能量守恒等问题。

其中，速度场满足连续性方程和欧拉方程，而压强场则满足泊松方程。

三、煤矿通风系统简介1. 煤矿通风系统组成煤矿通风系统主要由通风机、风道、风门、回风巷等组成。

其中，通风机是煤矿通风系统的核心设备，主要作用是产生气流。

2. 煤矿通风系统分类根据气流的传递方式不同，煤矿通风系统可以分为自然通风和强制通风两种类型。

其中，自然通风主要依靠自然气流传递，而强制通风则需要借助于通风机等设备产生气流。

四、流体力学在煤矿通风系统中的应用1. 速度场设计在煤矿通风系统中，通过合理设计速度场可以实现对空气的均匀分布和控制。

具体来说，速度场设计需要考虑到气流路径、截面积以及阻力等因素。

2. 压强场控制在煤矿通风系统中，压强场控制是实现空气流动调节的关键。

具体来说，通过合理设置压强差可以实现空气从高压区域向低压区域移动，并达到调节空气流动的目的。

3. 飞灰处理在煤矿生产过程中会产生大量的飞灰，如果不及时处理会对通风系统造成严重影响。

因此，在煤矿通风系统中需要设置除尘设备，通过引导气流将飞灰排出。

4. 通风系统布局在煤矿通风系统中，合理的布局可以实现最优的气流传递效果。

具体来说，需要考虑到工作面位置、回风巷长度以及截面积等因素。

五、总结流体力学原理在煤矿通风系统中的应用是保障煤矿安全生产不可或缺的一部分。