浅谈独头巷道瓦斯排放的几种常用方法

本文通过对煤矿井下独头巷道中的瓦斯排放几种方法的分析,通过对风流混合处瓦斯浓度与风量的关系的分析,揭示了独头巷道排放瓦斯全风压风流混合处瓦斯超限的成因,并且提出了相应的对策,对于避免局部通风机独头巷道违章排放瓦斯,防止“一风吹”,及其有效的进行日常的“一通三防”的瓦斯管理具有重要的现实意义。     

瓦斯爆炸对躲避硐室影响的数值模拟

为研究瓦斯爆炸对矿井躲避硐室的影响,在封闭及开口管路中分别进行了瓦斯爆炸过程的数值模拟,运用ICEM软件建立了躲避硐室的物理模型,使用FLUENT软件对不同边界条件下的瓦斯爆炸压力、温度变化进行数值模拟,运用Origin软件对瓦斯爆炸过程中的压力、温度变化进行曲线拟合.结果表明:封闭条件下,躲避硐室中承受的最大爆炸压力和最高温度分别为0.61 MPa以及2 269 K;开口条件下,躲避硐室中承受的爆炸超压及最高温度分别降至12.39 k Pa和1 773 K.综合爆炸超压及爆炸引起的高温影响,躲避硐室应该尽可能地远离独头巷道.     

独头掘进面爆破后CO浓度变化分析及预测

通过在现场收集实验数据来研究分析独头巷道掘进工作面爆破后CO浓度的变化规律。运用灰色系统理论知识对CO的浓度值进行分析;并对其进行预测。根据分析和预测的结果指导独头巷道局部通风作业,提出改进的建议措施。     

盾构隧道长距离独头掘进的控制测量技术

北京地下直径线盾构独头掘进距离达5.2 km,因此隧道贯通精度控制难度大。通过测量精度分析,单纯通过导线测量已不能满足设计规定的贯通限差要求,施工中通过导线直接传递定向、洞内加测陀螺边、地上地下控制网紧密联系等辅助方法,提高了贯通横向误差的精度,达到了预期效果。     

独头巷道受限贴附射流流场特征模拟实验研究

独头巷道压入式通风是有限空间的受限贴附射流。基于流体动力学和射流理论，建立了独头巷道压入式受限贴附射流通风的紊流k-ε数学模型，分析了计算边界条件，并应用PHOENICS34计算流体动力学(CFD)软件模拟了独头巷道射流通风三维流场，得出了独头巷道有限空间受限贴附射流通风流场分区、射流起始段、射流贴附过程及射流流速变化规律等流场特征。模拟计算结果表明，独头巷道压入式通风流场可分为贴附射流区、冲击射流贴附区、回流区和涡流区，受限贴附射流起始段小于贴附自由射流起始段。射流完全贴附后，射流壁面轴心速度大于出风口轴心速度。数值模拟与实验结果相符，为研究独头巷道风流传质过程、瓦斯运移规律及通风排污效率等提供了理论基础。     

独头巷道掘进压入式通风流场特征数值分析

 独头巷道掘进过程中压入式通风流场是受空间限制的受限贴附射流,其特征对巷道通风有着重要影响。以凡口铅锌矿为例,建立了独头巷道受限贴附射流流场的标准k-ε数学模型,确定了模型的边界条件,在采用GAMBIT划分网格的基础上,运用计算流体动力学（CFD）软件FLUENT对受限贴附射流流场特征进行了数值模拟分析。结果表明,独头巷道压入式通风流场具有3个主体区域,即贴附射流区、冲击射流贴附区和回流区;受限贴附射流起始段长度小于运用射流理论计算得到的理论值,受限射流完全贴附后,射流壁面轴心速度大于管道中心入口速度。研究揭示的流场特征可为改善独头巷道掘进通风效果提供理论依据。     

独头巷道空气年龄及通风有效性评价研究

根据独头巷道作业空间的特点,给出了独头巷道局部空气年龄、平均空气年龄的定义及其计算模型,用示踪气体测定平均空气年龄的方法和原理,并用CFD (computational fluid dynamics)对独头巷道附壁受限射流通风流场及平均空气年龄进行了数值计算,得出了独头巷道空间通风流场和平均空气年龄分布,建立了计算换气效率和排污效率的数学模型。研究表明影响通风有效性的主要因素是空气年龄和污染物浓度,而影响空气年龄主要是通风气流组织和通风量。为评价独头巷道通风有效性提供了一种新的理论依据。     

独头巷道内瓦斯运移规律数值模拟

独头巷道内瓦斯异常出是引起煤矿井下瓦斯爆炸事故的主要原因之一.采用计算流体力学软件对独头端异常涌出后瓦斯在巷道中时空分布规律进行数值模拟研究.独头端的涌出速度采用幂函数的变化规律进行模拟.模拟过程监测了不同时刻巷道中心线瓦斯浓度分布情况以及巷道不同断面瓦斯浓度分布等值线图.模拟结果表明,巷道上部分瓦斯浓度比下部分瓦斯浓度大,瓦斯浓度沿巷道分为3个部分:先降低,后升高,然后又降低.涌出后一段时间瓦斯浓度降低部分非常短,整个瓦斯浓度是升高部分,且沿巷道长度方向基本呈直线升高.该研究对矿井瓦斯爆炸事故调查、通风风量调节、灾害预警以及应急救援具有一定的意义.     

独头掘进巷道排柴油机尾气通风参数的数值模拟优化研究

为了分析地下无轨独头掘进巷道内柴油机尾气的迁移规律,以衢州某地下工程大断面独头掘进巷道为对象。采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法模拟了压入式通风方式以及不同柴油机负荷率情况下,巷道内柴油尾气浓度随风筒出口距掘进面距离和安装高度的关系。获得的结论为:在两种柴油机负荷率下,压入式的风筒距工作面的距离为13~15 m,距地面3 m时,排柴油机尾气效果最好;固定风筒距地面高度3 m,随着风筒距工作面的距离增加,在独头掘进巷道内柴油机尾气平均质量浓度先减少后增加。     

乌鞘岭特长隧道6号斜井工区长距离无轨运输通风排烟技术研究

兰武铁路二线乌鞘岭隧道6号斜井工区位于高原地区,隧道前期任务施工斜井和平导,独头施工长度最长达到5100m,采用无轨运输出碴,并且通过20、21号横通道进入右线形成折线多工作面施工,采用独头压入式软管通风排烟,通过我们对通风机和通风软管的改进,提高现场管理水平,在整个乌鞘岭隧道工地取得了十分明显的效果,对今后类似隧道的设计和施工具有一定的借鉴价值。