防火墙漏风对矿井封闭火区气体运移的影响

发布时间：2025-01-15 16:22

　　 根据矿井实际情况,采用Fluent对防火墙漏风时煤矿火区气体积聚与运移情况进行了数值模拟分析;对模拟结果进行后处理,分析防火墙在漏风情况下火区内部气体（CH₄、CO、O₂）的运移及分布规律,结果表明:火区上风侧氧气浓度较高,下风侧瓦斯和一氧化碳浓度随风流降低并趋于稳定;由于防火墙漏风导致大量氧气进入火区促进了煤的燃烧,产生一定量的一氧化碳气体在火源处积聚;下风侧瓦斯浓度逐渐上升,存在瓦斯漏出和瓦斯爆炸的可能。

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图2 巷道横截面示意图

巷道横截面、纵截面分别如图2、图3所示。火区长100m,横截面为4.0m×2.5m的圆弧形墙体,墙厚20cm,火源简化为半径1m的半球面且位于巷道中心。新鲜空气从左侧防火墙漏入火区,右侧防火墙上的小孔设定为压力出流口,顶板和两帮不断有瓦斯涌入火区。图3巷道纵截面示意图

图3 巷道纵截面示意图

图2巷道横截面示意图2.2封闭火区流场模型

图4 封闭火区氧气体积分数梯度分布

选取ZY轴且X=0的面为参考面,将该纵截面的Fluent计算结果用CFD-Post软件进行后处理,处理所得封闭火区氧气体积分数梯度分布和巷道纵截面氧气体积分数梯度分布分别如图4、图5所示。图5纵截面氧气体积分数梯度分布

图5 纵截面氧气体积分数梯度分布

图4封闭火区氧气体积分数梯度分布由图4、图5可知,在左侧漏风处有新鲜风流涌入,故此处氧气体积分数最高;火区中央着火源处由于煤燃烧消耗一定量的氧气导致氧气体积分数降至6.3%;由于封闭火区内部残存一定的氧气且不断有氧气涌入,导致下风侧氧气体积分数达到8.5%。

本文编号：4027557