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煤矿井下煤仓是煤矿井下运输不可缺少的环节,它对于调节和缓冲煤炭的运输起着十分重要的作用。箕斗是矿井提升的容器,煤矿井下的原煤需要经过箕斗提升至地面,箕斗的提升效率直接影响着煤矿的产量和效率。煤仓和箕斗中的原煤受到仓壁摩擦力和自身内聚力等因素的影响,经常发生粘煤堵塞现象。对于原煤含水量较大的矿井,粘煤堵仓现象更是严重,煤仓和箕斗的堵塞严重影响着矿井装卸系统乃至整个矿井的正常生产。 本文以河南理工大学与焦作煤业集团有限责任公司合作的科技开发项目“煤仓与箕斗粘煤防治措施研究”为基础,从分析产生堵塞的原因入手,总结了现阶段国内处理煤仓堵塞的主要方法,通过试验测定和数值模拟相结合的手段,研究井下煤仓和箕斗防堵清堵塞的合理方式。 本文主要研究内容如下: (1)仓壁内衬研究。根据相似原理制作煤仓和箕斗模型,在模型内分别铺衬钢板、超高分子量聚乙烯板以及聚四氟乙烯板,研究不同的仓壁摩擦系数对于料仓粘煤堵塞的影响,通过试验现象和数据说明在煤仓和箕斗内铺设超高分子量聚乙烯板对于减少料仓堵塞的效果。 (2)空气炮冲击力测试。搭建空气炮冲击力测试平台,对于不同充气压力下的空气炮的瞬态冲击进行测试,研究空气炮的破拱能力,分析空气炮用于解决煤仓和箕斗粘煤堵塞的优点,对空气炮的合理使用给出科学的依据。 (3)空气炮喷爆数值模拟。对空气炮的喷爆过程进行数值模拟,得到在实际测试中难以测得的某些参数,对数值模拟结果和试验结果进行对比分析,对空气炮的喷爆波形和气流形状进行研究,得出空气炮的合理安装方式。 (4)提出以超高分子量聚乙烯板和空气炮相结合的手段治理煤矿井下煤仓和箕斗粘煤堵塞问题的建议。从减小原煤与仓壁之间的摩擦力和破坏煤自身的粘结力两个方面同时入手,解决条件恶劣的井下料仓粘煤堵塞问题。