并聯(lián)回風(fēng)大巷間角聯(lián)巷道內(nèi)瓦斯積聚條件的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著井田范圍的擴(kuò)大、瓦斯涌出量的增加，使用多條進(jìn)、回風(fēng)大巷的礦井已屢見不鮮。多條回風(fēng)大巷之間通過聯(lián)絡(luò)巷連接形成“網(wǎng)格”狀。進(jìn)、回風(fēng)大巷之間的聯(lián)絡(luò)巷屬于角聯(lián)巷道，角聯(lián)巷道的風(fēng)向和風(fēng)量不穩(wěn)定，給礦井通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性造成影響，在回風(fēng)中的角聯(lián)巷道還會(huì)引起瓦斯積聚、煤炭自然等事故。因此對于角聯(lián)巷道內(nèi)的風(fēng)流特點(diǎn)和瓦斯積聚條件的研究對于預(yù)防煤礦事故有重要作用。
　　 目前對于角聯(lián)分支的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的風(fēng)流運(yùn)動(dòng)規(guī)律、低風(fēng)速條件下的瓦斯?jié)舛确植继攸c(diǎn)等并

2、沒有太多詳細(xì)的研究[37]?；趤喢来髮幀F(xiàn)用多條并聯(lián)回風(fēng)大巷的生產(chǎn)實(shí)例，經(jīng)簡化得到三條回風(fēng)大巷并聯(lián)（四條聯(lián)絡(luò)巷基本對稱角聯(lián)）的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)風(fēng)流流動(dòng)物理模型，結(jié)合流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和守恒方程等建立了聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)風(fēng)流運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)方程，具體有以下幾個(gè)方面的研究內(nèi)容:
　　 (1)探討聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的風(fēng)速與回風(fēng)大巷的風(fēng)速之間的關(guān)系。聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的風(fēng)速不能直接獲得，利用Fluent軟件強(qiáng)大的處理功能，可以直接改變回風(fēng)大巷的風(fēng)速，并能快速獲得聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)風(fēng)速的特點(diǎn)，通過改

3、變物理模型中三條回風(fēng)巷的風(fēng)速，使相鄰兩條回風(fēng)大巷的風(fēng)速絕對值差分別為0.3m/s、0.4m/s、0.5m/s、1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s、3.0m/s、4.0m/s的條件下得到聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的風(fēng)速，并設(shè)計(jì)了8組數(shù)據(jù)對比得出聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的風(fēng)速大小只與回風(fēng)大巷的風(fēng)速絕對值之差有關(guān)，與回風(fēng)巷本身風(fēng)速高低無關(guān)。要使聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的風(fēng)速高于0.25m/s，兩端回風(fēng)大巷的風(fēng)速絕對值之差大于0.5m/s。
　　 (2)通過改變回風(fēng)大巷的風(fēng)速獲得

4、了聯(lián)絡(luò)巷的風(fēng)流出口處速度分別為0.25m/s、0.5m/s、0.7m/s、1.15m/s、3.0m/s、1.5m/s、1.8m/s、2.05m/s、3.7m/s、4.5m/s時(shí)，利用fluent軟件的圖形處理功能得到上述風(fēng)速條件下的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)每隔5米巷道中心處水平斷面上的風(fēng)速分布曲線圖，分析出聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的風(fēng)速特點(diǎn)是風(fēng)流自回風(fēng)大巷流入聯(lián)絡(luò)巷先經(jīng)歷回流區(qū)，隨后水平斷面上從聯(lián)絡(luò)巷一側(cè)至另一側(cè)風(fēng)速線性增加，越到風(fēng)流出口處線性增加越緩慢。距離聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)

5、風(fēng)流入口10米以后巷道中心處的風(fēng)速變化很小，可以用來代表整個(gè)聯(lián)絡(luò)巷的平均風(fēng)速。
　　 (3)模型中回風(fēng)大巷與聯(lián)絡(luò)巷連接時(shí)基本是垂直的，風(fēng)流由回風(fēng)大巷流入聯(lián)絡(luò)巷時(shí)突然改變方向。模擬了聯(lián)絡(luò)巷平均風(fēng)速為0.25m/s、0.5m/s、0.7m/s、1.15m/s、3.0m/s、1.5m/s、1.8m/s、2.05m/s、3.7m/s、4.5m/s風(fēng)速條件下回流存在的區(qū)域范圍變化特點(diǎn)是聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)斷面平均風(fēng)速越大，回流存在的區(qū)域越小，聯(lián)絡(luò)巷風(fēng)

6、流入口處回風(fēng)大巷風(fēng)速越大，則回流的進(jìn)風(fēng)側(cè)風(fēng)速越大。
　　 (4)瓦斯積聚條件的模擬。在聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)瓦斯涌出的條件下，通過調(diào)節(jié)回風(fēng)大巷風(fēng)速得到四條聯(lián)絡(luò)巷的風(fēng)速分別為(1)0.18m/s、0.3m/s、0.38m/s、0.5m/s;(2)0.09m/s、0.18m/s、0.24m/s、0.33m/s;(3)0.16m/s、0.28m/s、0.36m/s、0.46m/s時(shí)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)甲烷濃度云圖和聯(lián)絡(luò)巷中心處豎直斷面上每隔5米的甲烷濃度曲線圖