根據礦井實際情況,采用Fluent對防火墻漏風時煤礦火區(qū)氣體積聚與運移情況進行了數(shù)值模擬分析;對模擬結果進行后處理,分析防火墻在漏風情況下火區(qū)內部氣體（CH₄、CO、O₂）的運移及分布規(guī)律,結果表明:火區(qū)上風側氧氣濃度較高,下風側瓦斯和一氧化碳濃度隨風流降低并趨于穩(wěn)定;由于防火墻漏風導致大量氧氣進入火區(qū)促進了煤的燃燒,產生一定量的一氧化碳氣體在火源處積聚;下風側瓦斯?jié)舛戎饾u上升,存在瓦斯漏出和瓦斯爆炸的可能。

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圖2 巷道橫截面示意圖

巷道橫截面、縱截面分別如圖2、圖3所示�；饏^(qū)長100m,橫截面為4.0m×2.5m的圓弧形墻體,墻厚20cm,火源簡化為半徑1m的半球面且位于巷道中心。新鮮空氣從左側防火墻漏入火區(qū),右側防火墻上的小孔設定為壓力出流口,頂板和兩幫不斷有瓦斯涌入火區(qū)。圖3巷道縱截面示意圖

圖3 巷道縱截面示意圖

圖2巷道橫截面示意圖2.2封閉火區(qū)流場模型

圖4 封閉火區(qū)氧氣體積分數(shù)梯度分布

選取ZY軸且X=0的面為參考面,將該縱截面的Fluent計算結果用CFD-Post軟件進行后處理,處理所得封閉火區(qū)氧氣體積分數(shù)梯度分布和巷道縱截面氧氣體積分數(shù)梯度分布分別如圖4、圖5所示。圖5縱截面氧氣體積分數(shù)梯度分布

圖5 縱截面氧氣體積分數(shù)梯度分布

圖4封閉火區(qū)氧氣體積分數(shù)梯度分布由圖4、圖5可知,在左側漏風處有新鮮風流涌入,故此處氧氣體積分數(shù)最高;火區(qū)中央著火源處由于煤燃燒消耗一定量的氧氣導致氧氣體積分數(shù)降至6.3%;由于封閉火區(qū)內部殘存一定的氧氣且不斷有氧氣涌入,導致下風側氧氣體積分數(shù)達到8.5%。

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