支护结构与输送机布设巷道断面风速分布特征的风洞试验和数值模拟研究

发布时间：2018-04-02 12:34

  本文选题：巷道　切入点：风速　出处：《太原理工大学》2013年硕士论文

【摘要】：研究巷道的风速分布规律对于研究诸如巷道岩壁的放热规律、巷道粉尘的沉降规律、煤矿巷道瓦斯在多场耦合作用下的运移规律、瓦斯浓度边界层的测定及多相流耦合特性等研究课题都有着重要的意义与价值。前苏联矿井通风学家B·H沃罗宁及我国的王英敏、暨朝颂等学者对巷道横截面的风速分布规律研究做了开拓性的工作,为后人提供了极为重要的理论指导与研究方法方面的参考,但是巷道的截面形状和支护方式多样,巷道壁面的粗糙度很大,在煤矿巷道中经常布设各种设备和设施,如常见的胶带运输机、矿车等,因此,上述学者研究所得出的风速分布函数且不论在理论上是否正确,单纯就工程应用而言,这些风速分布函数应用于多种截面形状和支护方式的巷道中时存在一定程度的局限性。近年来,随着计算机技术的发展,一些研究人员利用新兴的计算流体力学方法对巷道风速分布规律进行了研究,计算流体力学方法在风速分布规律的研究上是一种有巨大潜力的新手段。为了获得一手数据,通过利用太原理工大学的“地下工程模拟风洞”并制作比例模型进行相似模拟试验,并且进行了相应的数值模拟试验,我们掌握了应用风洞试验探索井下巷道流场特性这一较为新颖的研究方法。经过对试验数据进行分析,我们得出锚杆、工字钢、砌碹支护矩形巷道的风速分布具有左右对称的特征,并且测定了这三种支护方式下巷道断面最大风速点的位置,将测量数据进行函数拟合后得出在巷道模型横纵对称轴及两条对角线位置上的风速分布符合对数函数形式。本相似模拟试验为瓦斯动态连续监测系统的研究工作提供了多种支护方式下巷道断面风速分布特征这一试验参考,同时也为后续的研究工作在设备操作与调试、数据测量与记录等方面提供了经验与参考。同时,此相似模拟试验研究为以后将要开展的诸如煤矿巷道内瓦斯在多场耦合作用下的运移规律、瓦斯浓度边界层的测定及多相流耦合特性等研究方向提供了理论和试验参考,为以后更为深入复杂的一系列研究内容做了先导性的工作。
[Abstract]:In recent years , with the development of computer technology , the wind speed distribution function of roadway cross section is studied by using the new computational fluid mechanics method .

【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD72

【参考文献】

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本文编号：1700445