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局部通風(fēng)掘進(jìn)工作面瓦斯?jié)舛确植紨?shù)值模擬

發(fā)布時(shí)間:2017-09-22 14:08

  本文關(guān)鍵詞:局部通風(fēng)掘進(jìn)工作面瓦斯?jié)舛确植紨?shù)值模擬


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【摘要】:礦井安全問(wèn)題種類繁多,其中最為嚴(yán)重的就是瓦斯爆炸與瓦斯突出。掘進(jìn)工作面采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng),容易形成瓦斯的局部積聚,發(fā)生瓦斯爆炸事故。最近幾年來(lái),我國(guó)煤礦安全狀況逐漸好轉(zhuǎn),百萬(wàn)噸死亡率逐年下降。安全生產(chǎn)情況總體而言相對(duì)比較平穩(wěn);但是,我國(guó)煤礦的安全形勢(shì)與其他國(guó)家相比仍然很嚴(yán)峻。因此,從理論上研究掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)與瓦斯分布規(guī)律,獲得瓦斯積聚危險(xiǎn)性分析,可以在早期就辨識(shí)瓦斯積聚危險(xiǎn)性并及時(shí)消除礦井瓦斯災(zāi)害事故。 本文借助計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件進(jìn)行模擬,以流體力學(xué)及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ),在礦井局部通風(fēng)環(huán)境下,分析掘進(jìn)工作面的風(fēng)流分布規(guī)律及瓦斯?jié)舛确植迹肍luent軟件建立物理數(shù)學(xué)模型,針對(duì)模型進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得工作面速度以及瓦斯分布。應(yīng)用《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定的瓦斯指標(biāo),在改變送風(fēng)參數(shù)和工作面參數(shù)的情況下,對(duì)比瓦斯?jié)舛确植肌?根據(jù)模擬結(jié)果分析,風(fēng)筒的送風(fēng)量對(duì)其貼附效應(yīng)有著較大的影響,風(fēng)速在增加到v=8m/s時(shí),瓦斯?jié)舛确植季鶆颍邼舛韧咚箙^(qū)域較小;風(fēng)筒直徑的改變對(duì)有效空間內(nèi)射流貼附也具有作用,風(fēng)筒直徑在增加到D=600mm時(shí),工作面出口回風(fēng)瓦斯?jié)舛葍H為0.45%且濃度分布均勻;風(fēng)筒的位置對(duì)有限空間內(nèi)射流的貼附效果影響不大,但是考慮到運(yùn)輸和行人的需要,,送風(fēng)位置適宜取巷道位置約2/3處,結(jié)合工程實(shí)際,選取風(fēng)筒中心位置為距離底板h=1.75m;隨著工作面寬高比增大至3.2m×2.8m,高瓦斯區(qū)域的瓦斯?jié)舛冉档,通風(fēng)效果也更好。 本文對(duì)于局部通風(fēng)掘進(jìn)工作面風(fēng)流流場(chǎng)的數(shù)值模擬,得到了掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)瓦斯?jié)舛确植家?guī)律,為實(shí)現(xiàn)礦井瓦斯的有效控制、保證礦井的安全生產(chǎn)提供了重要的前提保障。
【關(guān)鍵詞】:掘進(jìn)工作面 瓦斯積聚 送風(fēng)參數(shù) 工作面參數(shù) 瓦斯?jié)舛?/strong>
【學(xué)位授予單位】:湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TD712
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-11
  • 第一章 緒論11-19
  • 1.1 選題背景與意義11-14
  • 1.1.1 研究背景11-13
  • 1.1.2 研究意義13-14
  • 1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀14-16
  • 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-15
  • 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
  • 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容與研究目標(biāo)16-17
  • 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容16
  • 1.3.2 研究目標(biāo)16-17
  • 1.3.3 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題17
  • 1.4 本文主要研究方法與技術(shù)路線17-19
  • 1.4.1 研究方法17
  • 1.4.2 研究技術(shù)路線17-19
  • 第二章 機(jī)掘工作面掘進(jìn)通風(fēng)理論19-27
  • 2.1 FLUENT軟件簡(jiǎn)介19-20
  • 2.2 基本假設(shè)20-21
  • 2.3 風(fēng)流流動(dòng)理論21-22
  • 2.3.1 湍流數(shù)值模擬21
  • 2.3.2 圓形貼附射流理論21-22
  • 2.4 機(jī)掘工作面通風(fēng)方式22-23
  • 2.5 掘進(jìn)工作面瓦斯理論23-25
  • 2.5.1 煤巷瓦斯涌出規(guī)律23-24
  • 2.5.2 瓦斯賦存狀態(tài)及涌出機(jī)理24
  • 2.5.3 瓦斯涌出量的確定24-25
  • 2.6 本章小結(jié)25-27
  • 第三章 局部通風(fēng)掘進(jìn)工作面風(fēng)流流場(chǎng)規(guī)律27-33
  • 3.1 掘進(jìn)工作面內(nèi)部風(fēng)流狀態(tài)分析27-28
  • 3.2 壓入式通風(fēng)風(fēng)流流動(dòng)規(guī)律28-32
  • 3.2.1 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分28-30
  • 3.2.2 假設(shè)條件30
  • 3.2.3 速度場(chǎng)分布30-31
  • 3.2.4 斷面最高風(fēng)速分布31-32
  • 3.2.5 出口速度和流動(dòng)連續(xù)性32
  • 3.3 本章小結(jié)32-33
  • 第四章 送風(fēng)參數(shù)對(duì)瓦斯?jié)舛扔绊懙臄?shù)值模擬33-47
  • 4.1 貼附射流影響因素分析33-35
  • 4.2 送風(fēng)速度對(duì)速度分布和瓦斯?jié)舛鹊挠绊?/span>35-39
  • 4.2.1 Y=1.5m截面速度場(chǎng)分布35-36
  • 4.2.2 Z=0.5m截面速度場(chǎng)分布36-37
  • 4.2.3 局部阻力的分析37
  • 4.2.4 Y=1.5m截面瓦斯場(chǎng)分布37-38
  • 4.2.5 Z=0.5m截面瓦斯場(chǎng)分布38-39
  • 4.3 風(fēng)筒直徑對(duì)速度分布和瓦斯?jié)舛鹊挠绊?/span>39-44
  • 4.3.1 Y=1.5m截面速度場(chǎng)分布40-41
  • 4.3.2 Z=0.5m截面速度場(chǎng)分布41-42
  • 4.3.3 Y=1.5m截面瓦斯場(chǎng)分布42-43
  • 4.3.4 Z=0.5m截面瓦斯?jié)舛确植?/span>43-44
  • 4.4 本章小結(jié)44-47
  • 第五章 工作面參數(shù)對(duì)瓦斯?jié)舛扔绊懙臄?shù)值模擬47-59
  • 5.1 壓入式通風(fēng)回流區(qū)形成機(jī)理47-48
  • 5.2 風(fēng)筒位置對(duì)速度分布和瓦斯?jié)舛鹊挠绊?/span>48-53
  • 5.2.1 工作面中心線速度場(chǎng)分布48-50
  • 5.2.2 Z=0.5m截面速度場(chǎng)分布50-51
  • 5.2.3 Z=0.5m截面瓦斯場(chǎng)分布51-52
  • 5.2.4 工作面中心線瓦斯?jié)舛?/span>52-53
  • 5.3 工作面寬高比對(duì)速度分布和瓦斯?jié)舛鹊挠绊?/span>53-58
  • 5.3.1 Y=1.75m截面速度場(chǎng)分布54-55
  • 5.3.2 Z=0.5m截面速度場(chǎng)分布55-56
  • 5.3.3 Y=1.75m截面瓦斯場(chǎng)分布56-57
  • 5.3.4 Z=0.5m截面瓦斯場(chǎng)分布57-58
  • 5.4 本章小結(jié)58-59
  • 第六章 結(jié)論與展望59-61
  • 6.1 主要結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)59-60
  • 6.1.1 結(jié)論59-60
  • 6.1.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)60
  • 6.2 工作展望60-61
  • 參考文獻(xiàn)61-65
  • 致謝65-67
  • 附錄A:攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67

【參考文獻(xiàn)】

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4 王恩元,王繼仁,梁棟;巷道瓦斯局部積聚機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[J];煤炭工程師;1996年01期

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8 張紅嬰;林和榮;;長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)巷道通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展[J];江西有色金屬;2008年04期

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陸秋琴;地下煤礦瓦斯運(yùn)移數(shù)值模擬及積聚危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2010年



本文編號(hào):901239


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