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

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

2、沒有太多詳細的研究[37]?；趤喢来髮幀F(xiàn)用多條并聯(lián)回風大巷的生產(chǎn)實例，經(jīng)簡化得到三條回風大巷并聯(lián)（四條聯(lián)絡巷基本對稱角聯(lián)）的聯(lián)絡巷內風流流動物理模型，結合流體運動學和守恒方程等建立了聯(lián)絡巷內風流運動的數(shù)學方程，具體有以下幾個方面的研究內容:
　　 (1)探討聯(lián)絡巷內的風速與回風大巷的風速之間的關系。聯(lián)絡巷內的風速不能直接獲得，利用Fluent軟件強大的處理功能，可以直接改變回風大巷的風速，并能快速獲得聯(lián)絡巷內風速的特點，通過改

3、變物理模型中三條回風巷的風速，使相鄰兩條回風大巷的風速絕對值差分別為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)絡巷內的風速，并設計了8組數(shù)據(jù)對比得出聯(lián)絡巷內的風速大小只與回風大巷的風速絕對值之差有關，與回風巷本身風速高低無關。要使聯(lián)絡巷內的風速高于0.25m/s，兩端回風大巷的風速絕對值之差大于0.5m/s。
　　 (2)通過改變回風大巷的風速獲得

4、了聯(lián)絡巷的風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，利用fluent軟件的圖形處理功能得到上述風速條件下的聯(lián)絡巷內每隔5米巷道中心處水平斷面上的風速分布曲線圖，分析出聯(lián)絡巷內的風速特點是風流自回風大巷流入聯(lián)絡巷先經(jīng)歷回流區(qū)，隨后水平斷面上從聯(lián)絡巷一側至另一側風速線性增加，越到風流出口處線性增加越緩慢。距離聯(lián)絡巷內

5、風流入口10米以后巷道中心處的風速變化很小，可以用來代表整個聯(lián)絡巷的平均風速。
　　 (3)模型中回風大巷與聯(lián)絡巷連接時基本是垂直的，風流由回風大巷流入聯(lián)絡巷時突然改變方向。模擬了聯(lián)絡巷平均風速為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風速條件下回流存在的區(qū)域范圍變化特點是聯(lián)絡巷內斷面平均風速越大，回流存在的區(qū)域越小，聯(lián)絡巷風

6、流入口處回風大巷風速越大，則回流的進風側風速越大。
　　 (4)瓦斯積聚條件的模擬。在聯(lián)絡巷內瓦斯涌出的條件下，通過調節(jié)回風大巷風速得到四條聯(lián)絡巷的風速分別為(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時聯(lián)絡巷內甲烷濃度云圖和聯(lián)絡巷中心處豎直斷面上每隔5米的甲烷濃度曲線圖