基于CFX的煤礦瓦斯抽采主系統(tǒng)管道泄漏數(shù)值模擬

蔡繼濤，張志晶，王杰峰，呂偉，張衛(wèi)東

1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)應(yīng)急管理與安全工程學(xué)院，北京 100083；2.山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司五陽煤礦，山西長治 046205

近年來，隨著我國煤礦機械化水平的不斷提高，煤礦開采技術(shù)得到迅速發(fā)展，煤炭資源開發(fā)由淺層向深層發(fā)展是必然趨勢[1]。隨著煤礦開采深度的加深和采煤強度的加強，瓦斯災(zāi)害成為煤礦安全生產(chǎn)面臨的主要危險之一。負壓瓦斯抽采管道作為一種治理煤礦瓦斯災(zāi)害和輸運清潔瓦斯的有效手段，在我國得到了廣泛應(yīng)用。然而，由于井下環(huán)境惡劣、管道老化、人為破壞等原因，瓦斯抽采管道被腐蝕甚至破裂泄漏的現(xiàn)象難以避免。當(dāng)瓦斯抽采管道泄漏后，由于管道內(nèi)部的負壓特性，巷道空氣會被卷吸進入瓦斯抽采管道，不僅會造成瓦斯能源的浪費，還會在管道內(nèi)瓦斯?jié)舛冉抵帘O限范圍內(nèi)遇明火或管道靜電火花時導(dǎo)致爆炸等災(zāi)難性事故。因此，了解和研究煤礦瓦斯抽采管道泄漏機理具有重要現(xiàn)實意義，可以為煤礦瓦斯抽采管道事故的預(yù)防及應(yīng)急策略的制定提供必要的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

目前，針對瓦斯抽采系統(tǒng)的研究主要包括現(xiàn)場應(yīng)用、理論建模等方法。為解決高瓦斯采區(qū)中瓦斯抽采和輸運問題，王大軍[2]采用理論分析和煤礦現(xiàn)場實際相結(jié)合的方法對瓦斯抽采管網(wǎng)布置方式、管材管徑等方面進行了優(yōu)化，經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用驗證取得了較好的實用效果。劉興亮[3]、李敏[4]分別研究了不同煤礦中所安裝瓦斯抽采管網(wǎng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，將井下瓦斯抽采管網(wǎng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行對比，認為瓦斯抽采管網(wǎng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)可以為瓦斯抽采效果的評價提供可靠依據(jù)?！?br>