壓差對(duì)采空區(qū)空氣微流動(dòng)場影響的模擬研究

羅聰亮，　王海橋,2，　陳世強(qiáng),2，　彭　熒，　李軼群,2

(1. 湖南科技大學(xué) 能源與安全工程學(xué)院, 湖南 湘潭 411201；2. 湖南科技大學(xué) 湖南省礦山通風(fēng)與除塵裝備工程技術(shù)研究中心, 湖南 湘潭 411201)

?

壓差對(duì)采空區(qū)空氣微流動(dòng)場影響的模擬研究

羅聰亮1，王海橋1,2，陳世強(qiáng)1,2，彭熒1，李軼群1,2

(1. 湖南科技大學(xué) 能源與安全工程學(xué)院, 湖南 湘潭 411201；2. 湖南科技大學(xué) 湖南省礦山通風(fēng)與除塵裝備工程技術(shù)研究中心, 湖南 湘潭 411201)

采煤工作面兩端壓差是影響采空區(qū)空氣微流動(dòng)的一個(gè)重要參數(shù)，為研究U型工作面采空區(qū)微流動(dòng)場在工作面兩端壓差變化情況下的分布規(guī)律，運(yùn)用GAMBIT建立采空區(qū)多孔介質(zhì)模型，應(yīng)用流體力學(xué)軟件FLUENT模擬不同壓差下采空區(qū)的空氣流場。研究表明，隨著工作面兩端壓差的增加，漏風(fēng)流場寬度加大，并且壓差對(duì)采空區(qū)進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷處的漏風(fēng)流場分布規(guī)律影響較大，對(duì)中部漏風(fēng)流場的分布規(guī)律影響較小；同時(shí)，壓差的變化也會(huì)對(duì)采空區(qū)深部的氣體造成微小的流動(dòng)，產(chǎn)生“呼吸”、“吞吐”效應(yīng)。

采空區(qū)； CFD； 空氣微流動(dòng)； 壓差

采空區(qū)是煤體開采后留下的半封閉多孔介質(zhì)空間，采空區(qū)的空氣流動(dòng)與瓦斯涌出及遺煤氧化自燃有密切關(guān)系[1-2]。如果工作面通風(fēng)一直是一種穩(wěn)定狀態(tài)，采空區(qū)深部瓦斯將相對(duì)靜止。采空區(qū)內(nèi)部瓦斯?jié)舛鹊淖兓饕且揽糠肿訑U(kuò)散及由于濃度梯度引起的濃度差擴(kuò)散。實(shí)際上，礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在動(dòng)態(tài)性。通風(fēng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化，會(huì)造成風(fēng)流脈動(dòng)，使工作面通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)壓、風(fēng)量發(fā)生一系列變化，采空區(qū)產(chǎn)生的“呼吸效應(yīng)”，直接影響采空區(qū)氣體交換[3]。……