独头巷道瓦斯浓度分布规律研究与风筒布置优化
本文选题:独头巷道 切入点:风流流场 出处:《重庆科技学院》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:煤巷瓦斯是矿山生产中所面临的主要危害之一。在掘进工作中独头巷道瓦斯的不断涌出造成了潜在的危险,其瓦斯事故发生的可能性和所产生的危害往往较大。巷道通风不仅可以稀释巷道污风浓度,而且保证了井下空气质量,确保工作人员的身心健康。因此,井下巷道的通风工作显得尤为重要。开展独头巷道风流场分析及通风布置优化,对于保障矿山安全具有重要现实意义。本文以实际煤矿独头巷道掘进工作面为工程依托,采用现场试验、流体数值模拟和理论分析等方法,对独头巷道通风流场进行模拟及风筒布置优化研究,取得主要成果如下:(1)针对工程实际,完成了独头巷道需要模拟区域的现场试验测量工作,得到了通风模拟的现场基本参数,并利用Fluent建立了该独头巷道通风的数值三维模型。(2)通过软件模拟获得了独头巷道的通风风流流场和瓦斯浓度分布规律,验证了巷道风流流场具有明显的分区性。独头巷道瓦斯浓度与风流速度在巷道断面上都存在明显的分层和不均匀分布现象,并且巷道回风侧瓦斯浓度大于进风侧瓦斯浓度,巷道上隅角和回风侧右下角的瓦斯浓度偏高。因此,在类似工程的瓦斯防治方面,不仅要加强上隅角的监测,还应对回风侧墙脚到墙顶位置进行瓦斯监测。(3)确定风筒直径、风筒出口速度、风筒出风口距工作面迎头距离以及风筒悬挂位置四个作为影响瓦斯浓度的主要因素。设计正交试验方案并进行软件模拟计算,利用极差和灰色关联性的灰色关联度研究其影响因素,得出影响因素对独头巷道瓦斯浓度的影响程度和影响因素对瓦斯浓度的敏感性,探究了瓦斯浓度这种变化存在着内在的灰色关联规律,最终确定并验证了最优通风布置方案。(4)通过多元线性回归分析方法建立瓦斯浓度线性回归预测模型,并对该模型进行参数求解和显著性检验。通过SPSS统计软件计算相关系数,并与Eureqa Pro-Trial软件导出的拟合线性方程进行对比分析,最终确定较为合理的多元线性回归预测模型。
[Abstract]:Coal roadway gas is one of the main hazards in mine production. The possibility of gas accident and its harm are often greater. Tunnel ventilation can not only dilute the concentration of dirt air in roadway, but also ensure the underground air quality and ensure the physical and mental health of the staff. The ventilation work of underground roadway is particularly important. The analysis of wind flow field and the optimization of ventilation arrangement in single-headed roadway are of great practical significance to ensure the safety of mine. This paper relies on the actual single-headed roadway tunneling face in actual coal mine. By means of field test, fluid numerical simulation and theoretical analysis, the ventilation flow field of single-headed roadway and the optimization of tuyere arrangement are studied. The main results are as follows: 1) in view of engineering practice, In this paper, the field test and measurement work of the simulation area is completed, and the basic parameters of ventilation simulation are obtained. The numerical three-dimensional model of ventilation in single-headed roadway is established by using Fluent. (2) through software simulation, the air-flow field and gas concentration distribution of single-headed roadway are obtained. It is proved that the airflow field of roadway has obvious zonation. There are obvious stratification and uneven distribution phenomena of gas concentration and air flow velocity in the roadway section, and the gas concentration in the return side of the roadway is higher than that in the inlet side. The gas concentration in the upper corner of the tunnel and the lower right corner of the return air side is on the high side. Therefore, in the prevention and control of gas in similar projects, not only the monitoring of the upper corner angle should be strengthened, but also the gas monitoring should be carried out on the bottom of the return air side wall to the top of the wall to determine the diameter of the tuyere. The outlet velocity of the tuyere, the distance from the tuyere outlet to the head of the face and the hanging position of the tuyere are the main factors affecting the gas concentration. The orthogonal test scheme is designed and the software simulation calculation is carried out. By using the grey correlation degree of range and grey correlation, the influencing factors are studied, and the influence degree of influencing factors on gas concentration of single end roadway and the sensitivity of influencing factors to gas concentration are obtained. This paper probes into the inherent grey correlation law of the change of gas concentration, and finally determines and verifies the optimal ventilation layout scheme. Finally, a linear regression prediction model of gas concentration is established by multivariate linear regression analysis. The correlation coefficient is calculated by SPSS software and compared with the fitting linear equation derived by Eureqa Pro-Trial software. Finally, the more reasonable multivariate linear regression prediction model is determined.
【学位授予单位】:重庆科技学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD726;TD712
【参考文献】
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,本文编号:1602799
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