【摘要】：煤礦中安全生產(chǎn)問題隨著開采力度和技術(shù)的提高日益嚴(yán)峻,在煤油氣共生的煤礦中油型氣的涌出規(guī)律復(fù)雜,油型氣涌出具有隨機(jī)突發(fā)性、涌出量大及不易探測(cè)等特點(diǎn)。在煤油氣共生礦井開采中,油型氣造成的威脅成為了煤油氣共生礦井安全生產(chǎn)的難題。面對(duì)油型氣所造成的潛在威脅,本文分析研究了油型氣涌出規(guī)律的基礎(chǔ)上,通過對(duì)流體力學(xué)和紊動(dòng)射流等理論的研究,運(yùn)用ANSYS軟件建立了巷道的幾何模型,并以掘進(jìn)巷道壓入式通風(fēng)方式為依據(jù)建立了數(shù)學(xué)模型。通過模擬分析了有油型氣涌出時(shí)巷道內(nèi)瓦斯的分布規(guī)律和濃度分布情況,運(yùn)用控制變量法分別分析了油型氣不同涌出量、不同風(fēng)速下、風(fēng)筒出口距離掘進(jìn)工作面不同、不同風(fēng)筒直徑和油型氣涌出點(diǎn)位置不同的數(shù)值模型。模擬結(jié)果表明:油型氣不同涌出量條件下,涌出速度增大隨而涌出量增大,穩(wěn)定后巷道內(nèi)斷面各個(gè)高度上的瓦斯?jié)舛葧?huì)有一定增加。甲烷密度小于空氣,一部分甲烷向上漂浮沿巷道頂板朝著掘進(jìn)工作面方向流動(dòng),造成瓦斯的局部聚集。但是不同涌出量下瓦斯在同一位置處的擴(kuò)散規(guī)律沒有影響;優(yōu)化后的風(fēng)筒直徑為1m。優(yōu)化后的風(fēng)速為1Om/s。風(fēng)筒出口距掘進(jìn)工作面優(yōu)化后距離為6mm,掘進(jìn)巷道中的風(fēng)流速度綜合比較較大,且瓦斯可以和巷道內(nèi)風(fēng)流混合較均勻。油型氣涌出點(diǎn)位置在掘進(jìn)頭附近受其影響大且規(guī)律不明顯,油型氣涌出點(diǎn)在20m和30m處時(shí),在靠近風(fēng)筒一側(cè)比遠(yuǎn)離風(fēng)筒一側(cè)瓦斯風(fēng)排性要高;在30m處比20m處瓦斯風(fēng)排性要高。本文模擬分析結(jié)果對(duì)煤油氣共生條件下掘進(jìn)巷道中瓦斯防治理論及工作提供了指導(dǎo)或借鑒意義,具有一定應(yīng)用前景。
【圖文】：

煤炭為保證我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展一直在超能力生產(chǎn)，2010年2015年產(chǎn)量達(dá)到了37.51億噸，，據(jù)煤炭專家預(yù)測(cè)，2020年達(dá)到39億噸炭總量在我國的能源地位比重依然達(dá)到50%。求量越來越大是我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的必要條件，這就使得國內(nèi)的煤炭生了變化甚至改革，集約化生產(chǎn)將是我國煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)的必經(jīng)之著全球工業(yè)科技的飛速發(fā)展特點(diǎn)，煤炭行業(yè)的集約化煤礦數(shù)量一致在我國現(xiàn)代化高科技礦井的一個(gè)發(fā)展方向，與此同時(shí)礦井中的安全生產(chǎn)業(yè)行業(yè)安全的核心。礦中的瓦斯災(zāi)害在全球范圍內(nèi)是最嚴(yán)重的。在每年的重特大煤礦事故事故死亡人數(shù)比例最高，我國煤礦的安全現(xiàn)狀依舊不容樂觀。煤礦安主要是瓦斯災(zāi)害，主要表現(xiàn)為瓦斯爆炸，煤與瓦斯突出。這嚴(yán)重威脅人身安全，一旦發(fā)生災(zāi)害，煤礦將會(huì)停產(chǎn)，投入人力物力來搶救井下故不僅會(huì)造成重大人員傷亡外，瓦斯事故還會(huì)對(duì)井下設(shè)施造成嚴(yán)重?fù)p道坍塌或煤塵爆炸等二次災(zāi)害。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)[2]，2011 年到 2015 年災(zāi)害引起的事故數(shù)及死亡人數(shù)見圖 1.1。

圖 2.1 壓入式通風(fēng)風(fēng)機(jī)的布置置可以避免在爆破作業(yè)條件下風(fēng)筒的損壞。一般情況下，從風(fēng)筒出口中射出新鮮空氣送入掘進(jìn)巷道，污風(fēng)隨著筒出口中射出之后，新鮮空氣射流附壁前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)缴c射流方向相反的運(yùn)動(dòng)氣流，此時(shí)開始產(chǎn)生回流，這限的且風(fēng)筒出口貼附在掘進(jìn)巷道側(cè)壁上。所以，掘進(jìn)工內(nèi)的圓形復(fù)雜射流通風(fēng)問題。其基本特性運(yùn)用紊流半經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)理論以及相似性假設(shè)得到了射均溫度等物理量分布及其變化規(guī)律經(jīng)過了試驗(yàn)的驗(yàn)證，了 1970 年代，計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展、流體數(shù)值技術(shù)以及始運(yùn)用數(shù)值模型直接解算處紊動(dòng)射流。這和積分的解算一些假設(shè)。有了大量成果，特別是對(duì)自由紊動(dòng)射流所形成的一套較[58]
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD712.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 馬功社;趙耀耀;;煤礦底板油型氣特性及防治技術(shù)研究——以黃陵二號(hào)煤礦205面為例[J];內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì);2016年21期

2 李川;陳冬冬;牟全斌;;“測(cè)壓-抽采”一體化底板油型氣壓力測(cè)定技術(shù)[J];煤礦安全;2016年08期

3 唐恩賢;;礦井瓦斯與油型氣共生災(zāi)害防治技術(shù)在黃陵礦區(qū)的探索與實(shí)踐[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2016年01期

4 武猛猛;鐘陽;;2012～2013年我國煤礦死亡事故統(tǒng)計(jì)分析[J];煤炭技術(shù);2014年10期

5 鄔長福;湯民波;古鵬;劉后明;;獨(dú)頭巷道局部通風(fēng)數(shù)值模擬研究[J];有色金屬科學(xué)與工程;2012年03期

6 昝軍;劉祖德;趙云勝;;獨(dú)頭巷道受限貼附射流特征參數(shù)對(duì)流場(chǎng)的影響研究[J];中國安全科學(xué)學(xué)報(bào);2010年03期

7 溫勇;姜立春;;基于PMV的礦井獨(dú)頭巷道通風(fēng)效果分析[J];南方金屬;2010年01期

8 王海橋;田峰;黃俊歆;陳濤;;獨(dú)頭巷道空氣年齡及通風(fēng)有效性評(píng)價(jià)研究[J];中國工程科學(xué);2007年11期

9 支學(xué)藝;江小華;唐敏康;陳旺星;黃洪祥;;掘進(jìn)巷道強(qiáng)化通風(fēng)與射流通風(fēng)流場(chǎng)的試驗(yàn)研究[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2007年05期

10 封華;徐永亮;任萬興;;焦坪礦區(qū)油氣伴生特性及其對(duì)瓦斯爆炸極限的影響[J];礦業(yè)快報(bào);2007年07期

本文編號(hào)：2563820