矿井巷道断面风速分布规律研究

本文针对王庄矿630轨道巷和进风分巷的矩形、梯形、三心拱巷道进行了风量参数实测,基于实测参数利用Fluent对巷道断面风速进行数值模拟研究。结果表明:巷道风速由边壁向中心增大,平均风速分布曲线与巷道断面形状一致呈环状分布且与通风风速大小无关,该结果为风速监测器位置的确定和风量准确监测提供了理论指导和依据。     

不同因素下煤矿巷道断面风速分布规律研究

巷道通风的智能化控制是实现矿井高效生产的重要保证,为了实现智能通风,其关键技术之一是巷道风速的快速有效获取.基于计算流体力学(CFD)基本原理,通过对巷道在不同条件下的断面位置、入口风速、巷道高宽比、粗糙度进行模拟,定量分析确定了不同条件下的巷道风速分布规律,研究发现:断面位置、入口风速、巷道高宽比、粗糙度对巷道的风速分布等值线轮廓没有影响;巷道风速在未充分发展之前,断面位置距巷道入口越近,平均风速的位置距离巷道顶端越远;风流充分发展后,入口风速不影响巷道平均风速位置;巷道高宽比与平均风速可通过定性函数表示;粗糙度越大,平均风速的位置距离巷道顶端越远.研究成果有助于巷道平均风速定点测量,为井下巷道利用风速传感器实时监测巷道风量提供了有力保障.     

基于Ventsim的巷道火灾对风速影响研究

为了研究巷道火灾烟流对风速的影响,选取平煤四矿为研究对象,通过Ventsim软件,建立全矿井三维模型。模拟井下带式输送机巷道发生火灾,研究烟雾蔓延规律。观测巷道上、下游风流变化范围。研究表明,随着初始风速的增大,风流变化率急剧增快,并且出现风流紊乱的时间更早。     

基于LDA的均直巷道断面突扩风速分布规律实验研究

风速分布是计算井下巷道瓦斯、火灾气体、粉尘运移规律,温度、湿度分布,传热传质过程的基础,对风速传感器布置及测风仪表研制具有重要意义。针对传统的接触式瞬时速度测量方法的局限性,采用非接触式激光多普勒测速仪（LDA）对均直巷道的稳定流动及断面突扩后风流状态进行实验测试。在平均风速为4 m/s左右的条件下,得出即使是均直巷道的稳定流动,其瞬时风速的大小及方向也呈现极度的湍流脉动性,平均脉动幅度可达平均风速值的33%左右,测点风速大小及风向均服从正态高斯分布;在突扩区域有大涡存在,漩涡区风流方向极不规则,各向均有分布,其风速平均绝对值在0.1~0.2 m/s左右波动,表明井下工程测风可有条件地忽略湍流大涡区域。受突扩影响均直巷道断面风速分布呈近似均等的动态的波浪线分布而非拟抛物线型,壁面光滑的实验巷道边界层厚度在5 mm左右,风速以跃迁方式“突变”达到均值。实验表明,传统的测风原理及方法仅能满足一般的工程需要,但是不能满足以湍流为特征的巷道瓦斯、火灾气体、粉尘运移规律,温度、湿度分布,传热传质等过程的计算要求。     

煤矿通风巷道断面风速测定与变化规律研究

借助普朗特混合长理论和布辛涅斯克理论对巷道风速场分布规律进行理论分析,得出巷道风流湍流形态下的风速场对数分布公式。利用CFD15超声波测风仪对古城煤矿井下巷道风速进行测试,结果表明：在巷道近似的定常风流运动中,瞬时风速大小表现出典型的脉动特征,平均脉动幅度最高可达到平均风速的67%;用对数分布公式能够比较理想地描述巷道断面风速场的变化规律,1306回风巷测风站试验结果与对数函数相关性高达96%。     

脉冲通风时巷道断面风速分布规律的分析

根据振荡流体力学理论，在一般湍流通风时井巷断面风速分布规律的基础上，分析探讨了脉冲通风时巷道断面上的风速分布规律，从理论上进一步证实了脉冲通风会增强风流中湍流强度效应。     

基于巷道风流分布规律的风量计算

通过对模拟巷道风流分布规律进行研究,指出风流受巷道壁的黏滞作用,靠近巷道边壁处风流速度较小,越靠近巷道中心区域风速越大,而这种变化趋势在高、中、低风速条件下基本一致;同时研究以风速V(x)为目标函数值,以距巷道壁距离为变量x,对三种风速条件下试验数据进行曲线拟合分析,并得出相应的回归方程,依据此方程构造相应的积分方程计...     

矿井大断面巷道风速分布规律及风量监测研究

人工测风方法难以实现大断面巷道的全断面测试,测试误差大。通过研究大断面巷道风速分布规律及风速测试原理,采用“多点网格测风法”和传统人工测试法进行现场实测,并通过FLUENT软件模拟与现场测量结果对比,验证了平均风速分布稳定区选取的合理性。现场实验表明,大断面拱形巷道传统人工测法测定值偏低,建立校准系数为1.15。FLUENT软件模拟结果表明,随着断面面积的增大,测风员的面积对风速测定值影响越来越小。     

巷道边壁支护方式下风流场流速分布特征的PIV实验研究

为了分析边壁支护方式对巷道风流场流速分布的影响,采用粒子图像测速仪(PIV)瞬态流场测试技术,得到了不同风速、不同间距边壁支护的矩形巷道流场时均风速分布.实验表明,风流经过支护位置后形成一定长度的湍流回流区域,2种布置间距下入口风速变化未对形成的回流区长度及涡心位置产生影响;间距加大后形成的涡流再附着点长度与Re无关;...     

煤矿井下拱形巷道低风速区风速分布的风洞模拟

通过测量地下工程模拟风洞半圆拱形横断面8条特征线上的风速值,研究井下拱形巷道横断面上的风速分布规律。在不同断面中心点风速下边界层范围内,风流速度随传感器距巷道壁上各特征线端点距离变化关系的函数拟合基本符合对数函数形式。     

输送机布设矩形巷道断面风速分布特征风洞模拟

通过利用太原理工大学的地下工程模拟风洞并制作比例模型进行相似模拟试验,掌握了应用风洞试验探索井下巷道流场特性这一较为新颖的研究方法。经过对试验数据进行分析得到模型巷道的风速分布图。试验表明:锚杆支护矩形断面巷道的断面风速分布具有左右对称的特征,最大风速点位置出现在模型巷道中心点的下方,其距中心点的距离约为巷道断面当量直径的15%～25%,进行函数拟合后可得在巷道横纵对称轴及两条对角线位置上的风速分布符合对数函数形式。     

六盘水矿区掘进巷道中风速对瓦斯分布的影响研究

采用数值模拟的方法对六盘水矿区掘进巷道中风速对瓦斯分布的影响进行研究,利用Gambit以及Flunet模拟软件,建立梯形巷道模拟图。应用组分运输方程和标准k-ε方程模型,对掘进巷道中不同风速下瓦斯的分布规律进行模拟,研究结果显示,当瓦斯涌出量一定时,风速较小时瓦斯浓度分布较大,增大风速后,瓦斯积聚现象显著降低。     

基于最小二乘法的风速传感器测量值推导巷道平均风速

对比分析了同一时间风速传感器的测量值和实测的平均风速值;研究了传感器测量数据和人工实测数据之间的数量关系;对风速传感器的测量数据采用最小二乘法进行拟合处理,获得井下各工作地点风速传感器的测量值和平均风速之间的曲线图,并拟合出关系式,根据得到的关系式将风速传感器的测量数据转化成平均风速,将转化得到的平均风速直接应用在井下通风系统的日常管理和优化改造中。     

基于CFD数值模拟的矿井巷道平均风速单点测法

通过对盘江精煤金佳矿111811工作面风速场的数值模拟分析,得出巷道断面某点的风速与该点所在断面平均风速存在线性关系。利用数学软件Matlab对模拟数据进行曲线拟合,得出具体断面的线性函数,根据拟合函数可通过测量断面某点的风速求得该断面的平均风速。     

煤矿关键巷道风速异常诊断技术研究及应用

阐述了矿井通风系统在煤矿生产中的重要性以及对关键巷道风速异常进行准确、及时诊断和报警的紧迫性,通过与传统的理论预警模型进行实测对比,验证了基于在线监测系统的关键点风速自关联分析模型的现场适用性,为煤矿井下关键巷道风速的异常诊断提供了新的思路。     

巷道风速传感器数据实时处理方法

巷道风速监测点由于人、车经过等因素造成气流波动,导致风速传感器监测值存在噪声数据,这种问题无法从现阶段传感器测量技术的本身上解决,使得巷道风速值虽然被实时监测却不能被很好的采信和应用的问题。依据巷道风速变化的特征和拉依达准则本身的特点,提出了应用改进的拉依达准则对实时测量的风速值是否异常进行判定的方法。依托某工作面连续500次巡检风速数据对方法进行了实例验证。结果表明,虽然这种处理方法对巷道风速确实发生变化的状况响应会有延迟,但是对由于风速监测点气流波动所导致的干扰数据能够很好的进行剔除,数据实时处理效果较好。