不規則巷道斷面風速分布規律的模擬與試驗研究

黃鑫勝

(安徽理工大學 安全科學與工程學院，安徽 淮南 232001)

0 引言

礦井通風在煤礦安全生產中占有極其重要的地位，是礦井非常重要的輔助系統，是預防和治理各種災害，實現煤礦安全生產的基本手段。在礦井生產活動期間，風速、風量等通風參數的準確監測是技術決策的基礎保障。

為實現對巷道風速的精準測量，國內相關學者對巷道斷面風速分布規律進行研究。丁翠等[1-2]、宋瑩等[3]采用數值模擬和試驗分析方法，研究巷道斷面風速分布特征；劉劍等[4-5]利用激光多普勒測速儀(Laser Doppler Anemometry，LDA)測試得到突擴巷道流場斷面風流分布特征；鹿廣利等[6]運用數值模擬方法研究巷道拐彎后風流的變化規律，得出不同風速下巷道內風流變化規律一致和巷道內平均風速點位置固定的結論；李雪冰等[7-8]對單點風速與平均風速的轉換機制進行研究，提出巷道平均風速單點測試方法。

井下巷道斷面形狀多為不規則，現有研究多是基于斷面形狀規則巷道建立數值模擬和試驗模型，容易造成不能充分反應井下實際巷道斷面風速分布特征等問題。本文采用數值模擬和現場測試的方法對斷面形狀為半圓拱形的不規則巷道風速分布規律進行分析，探究不規則巷道斷面風速分布特征，為準確測量巷道斷面風速提供參考。

1 數值模擬

1.1 巷道幾何模型

采用Fluent 模擬軟件開展不規則巷道內風速分布規律的數值模擬分析，構建2種斷面尺寸不同，斷面形狀為半圓拱的不規則巷道模型，支護方式為錨噴，不規則半圓拱1中垂線高2.7m，寬3m；……