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礦井綜采作業(yè)面毒害氣體積聚現(xiàn)象的數(shù)值模擬研究

胡國(guó)慶; 王海暉; 方祥; 吳超鵬 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 合肥230026

摘要：本文研究礦井綜采作業(yè)面附近毒害氣體的積聚過(guò)程和分布規(guī)律。由＂U＂型通風(fēng)作業(yè)面實(shí)際情況出發(fā),提出作業(yè)面幾何模型和氣體流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)控制方程,運(yùn)用數(shù)值分析方法跟蹤以CH_4和CO為代表的毒害氣體在正常通風(fēng)作業(yè)面的積累和分布情況。計(jì)算結(jié)果證實(shí),作業(yè)面煤層和采空回填區(qū)釋放出的CH_4和CO因局部渦流作用在回風(fēng)巷隅角積聚,氣體濃度經(jīng)歷升高而后逐漸穩(wěn)定的過(guò)程;設(shè)備附近的毒害氣體積聚過(guò)程與回風(fēng)巷隅角類似,但積聚速度較快。迎風(fēng)面附近CH_4和CO氣體濃度相對(duì)較低;受上浮效應(yīng)影響,背風(fēng)面的毒害氣體濃度積聚過(guò)程主要發(fā)生在背風(fēng)面中上部。在常規(guī)通風(fēng)條件下,局部CH_4濃度已超出安全規(guī)程允許的最高值,CO濃度亦達(dá)到危害人體健康的水平。本項(xiàng)工作獲得的認(rèn)識(shí)為作業(yè)面附近毒害氣體監(jiān)測(cè)和控制提供指導(dǎo)。

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