长平矿反风期间瓦斯浓度变化规律研究

发布时间：2017-03-30 23:01

  本文关键词：长平矿反风期间瓦斯浓度变化规律研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：矿井反风是指井下发生火灾或爆炸事故时,利用预设的反风设施改变火灾烟流方向、限制灾区范围、安全撤退受烟流威胁人员的一种安全技术措施。当矿井在进风井口附近、井筒、井底车场及其附近的进风巷道或硐室发生火灾、瓦斯或煤尘爆炸时,为限制灾区范围扩大,防止烟流流入人员集中的生产场所,以便进行灾害处理和救护工作,有时需要改变矿井的风流方向,即矿井反风。研究反风期间瓦斯涌出规律在煤矿安全生产和防灾中有重要的意义。应用TF1M(3D)软件对矿井进行仿真模拟,通过模拟得到全矿井瓦斯,尤其是采煤工作面在反风期间瓦斯涌出量的变化规律。反风过程中,矿井风量重新分布,流经工作面的风流经历“减少一停滞—反向”的过程。在此期间,风流对工作面涌出瓦斯的稀释作用减弱,同时含有瓦斯的“进风”风流与工作面涌出的瓦斯汇合,相互叠加,出现瓦斯浓度高峰,很可能造成工作面瓦斯超限,甚至瓦斯高峰浓度大于5%,进入爆炸限,当火灾烟流经过时甚至可能发生瓦斯爆炸。反风期间瓦斯高峰浓度运移变化是非稳定的动态过程,TF1M(3D)可视化描述了这个变化过程。模拟得到,最高的瓦斯浓度高峰值过后,瓦斯浓度一般呈台阶式的下降变化,每个台阶既是一段相对平稳的变化规律,与矿井巷道网络结构有关,这个复杂过程只能通过仿真得到。TF1M(3D)为矿井在反风期间瓦斯含量动态预测和控制提供了方便的仿真平台。为避免长平矿在反风期间发生瓦斯超限,提出了不同的反风方案。
【关键词】：矿井反风 灾变通风 通风网络 瓦斯变化 矿井仿真
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 论文的研究目的和意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 国外关于反风发展过程和研究现状9-10
• 1.2.2 国内矿井关于反风发展过程和研究现状10-12
• 1.3 论文的研究内容12
• 1.4 论文的主要技术路线12-14
• 2 通风网络解算数学模型及算法14-32
• 2.1 通风网络解算研究现状14
• 2.2 外源气体在巷道中的传播方程14-15
• 2.3 巷道气体扩散问题的有限元分析15-16
• 2.4 单分支巷道中外源气体传播的模拟计算16
• 2.5 通风网络中外源气体传播的模拟应用16-18
• 2.6 通风网络解算数学模型18-21
• 2.6.1 通风网络解算计算预处理18-19
• 2.6.2 通风网络的基本定律19-21
• 2.6.3 通风阻力定律21
• 2.7 通风网络风流分配算法21-26
• 2.7.1 Barczyk法(S.Barczyk,1935)21-24
• 2.7.2 Cross法(H.Cross,1936)24-26
• 2.8 矿井通风网络解算理论26-32
• 2.8.1 流体网络的生成树与回路确定26-27
• 2.8.2 回路法求解通风网络概述27-29
• 2.8.3 牛顿-拉夫森法求解回路风压方程组29-30
• 2.8.4 确定通风机工作特性方程30-31
• 2.8.5 风机工况点求解31-32
• 3 矿井通风网络模型建立与反风期间瓦斯含量解算32-42
• 3.1 模拟矿井反风期间瓦斯含量变化TF1M(3D)软件简介32-34
• 3.2 长平煤矿通风网络模型建立与解算34-41
• 3.2.1 井田概况34-36
• 3.2.2 长平矿井通风3D模型建立与网络解算36-37
• 3.2.3 长平矿井反风前通风机主要参数及工况点分析37-41
• 3.3 长平矿全矿井反风前瓦斯含量分布情况41-42
• 4 反风时工作面瓦斯绝对涌出量变化情况42-50
• 4.1 反风时通风机特性曲线及工况点分析42-43
• 4.2 工作面瓦斯含量变化模拟43-50
• 5 反风期间工作面瓦斯异常涌出浓度控制措施模拟分析50-54
• 5.1 矿井通风实施安全反风的判定准则50
• 5.2 反风期间矿井瓦斯异常涌出情况的仿真分析50-54
• 结论54-55
• 展望55-56
• 参考文献56-59
• 作者简历59-61
• 学位论文数据集61

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