基石,通风参数的准确监测是煤矿安全生产的基石

【摘要】：通风是煤矿安全生产的基石,通风参数的准确监测是通风技术决策的基础保障,针对煤矿巷道风速监测精度难以满足决策需要的问题,本文采用理论计算、数值模拟、实验室试验、工业性验证相结合的方法,研究了平均风速线与井巷壁面的位置关系风速 高度 分布,模拟了典型巷道断面风速分布规律,提出了一套井下风速传感器精确布置方法。主要成果如下:(1)分析得到了影响巷道断面风速分布的主要因素:包括巷道断面形状、断面尺寸、支护形式、风速大小、设施设备状况等。(2)计算得出了矩形、半圆拱巷道断面平均风速线与巷道壁面的位置关系表达式均为y(28)e~(lna-1.5)。计算结果表明巷道平均风速线位置仅与巷道断面尺寸有关风速 高度 分布,平均风速线与巷道两帮(顶底板)的距离约为巷道宽度(高度)的0.11倍,风速传感器应安装于巷道顶板中央距离顶部0.11倍巷道高度位置。(3)模拟得出了不同条件下不同类型巷道断面风速分布规律。通过25组模型得出了巷道断面上风速分布特征:(1)风速等值线与巷道壁面基本平行;(2)巷道壁面附近风速梯度大,巷道中间位置风速梯度小;(3)边界层的厚度随着风速的增大而减小。(4)实验室、现场验证了理论计算和数值模拟结果可靠性。采用提出的多断面镜像阶梯网格式考察方法,分别在实验室和煤矿现场测定了8组不同条件下的巷道风流流场,绘制了风速分布等值线图,得到了实测平均风速线位置,其与理论模型计算结果绝对误差在5%以内。(5)提出了在巷道平均风速线上布置传感器实现巷道风量精准监测的方法,并研究得到了监测有效性判识方法。将风速传感器布置在巷道中轴线上距离顶板0.11倍的巷道高度处,可实现巷道风量有效精准测量。