瓦斯异常涌出气体运移规律及影响范围研究
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摘要
本文采用理论分析，相似试验和数值模拟相结合的方法系统研究了瓦斯异常涌出后大量瓦斯气体沿巷道运移扩散的规律及其影响范围。基于国内外相关文献研究成果的提炼和总结,推导了瓦斯运移扩散的数学模型；根据流体力学和菲克定律，建立了气体紊流运移扩散数学模型。构建了瓦斯异常涌出气体运移扩散的相似模拟试验，确定了主要影响参数。试验分析得出巷道中气体浓度衰减的时空规律符合负指数函数；气体运移扩散规律与紊流运移扩散数值模型拟合效果具有很好的一致性。根据瓦斯爆炸极限浓度和气体运移扩散规律将瓦斯涌出后的影响区域划分为爆炸威胁区，爆炸危险区和安全区。应用FLUENT对瓦斯异常涌出进行的数值模拟结果和试验结果能很好的统一。本文提出的瓦斯异常涌出机电设备布置的安全设置区域为指导煤矿井下的安全生产提供理论和技术支持。
Taking theory analysis, similar experiment and numerical simulation, themigration and diffusion regularities of gas abnormal emission and then migrated anddiffused along the roadway and its influential regions were researched systemly. Baseon the abstracting and summarizing the literatures on the subject the gas migrationand diffusion math model was built. Turbulenc diffusion model was built on the basisof hydronamics and Fick’s law. The similar simulation experiment system of themigration and diffusion regularities of gas abnormal emission was built and the majorparameters were confirmed. It concluded that the regularitiess of gas migration anddiffusion conform to negative exponential function. The regularities of gas migrationand diffusion experiment by the similar experiment are uniform with the fittingregularities of turbulence diffusion math model. The roadway was divided into threeregions namely, explosion threat region, explosion danger region and safety region,according to gas explosion range and regularities of gas migration and diffusion.Thesimulation results by using FLUENT match well with the simular experiment results.The achievement of eletromechanial equipment safety setting region offer the theoriesand technologies support for safety mining.
Taking theory analysis, similar experiment and numerical simulation, themigration and diffusion regularities of gas abnormal emission and then migrated anddiffused along the roadway and its influential regions were researched systemly. Baseon the abstracting and summarizing the literatures on the subject the gas migrationand diffusion math model was built. Turbulenc diffusion model was built on the basisof hydronamics and Fick’s law. The similar simulation experiment system of themigration and diffusion regularities of gas abnormal emission was built and the majorparameters were confirmed. It concluded that the regularitiess of gas migration anddiffusion conform to negative exponential function. The regularities of gas migrationand diffusion experiment by the similar experiment are uniform with the fittingregularities of turbulence diffusion math model. The roadway was divided into threeregions namely, explosion threat region, explosion danger region and safety region,according to gas explosion range and regularities of gas migration and diffusion.Thesimulation results by using FLUENT match well with the simular experiment results.The achievement of eletromechanial equipment safety setting region offer the theoriesand technologies support for safety mining.
引文
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