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基于有源风网的瓦斯突出3D矿井灾变通风仿真 被引量：11
1
作者 李宗翔 王雅迪 高光超 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期43-49,共7页
为研究煤与瓦斯突出后整个矿井发生的灾变过程,基于有源通风网络理论和数值仿真技术,利用TF1M3D矿井灾变通风仿真系统软件,对2004年郑煤集团大平煤矿"10·20"煤与瓦斯突出事故进行仿真推演。模拟得到,突出高峰期,以突出... 为研究煤与瓦斯突出后整个矿井发生的灾变过程,基于有源通风网络理论和数值仿真技术,利用TF1M3D矿井灾变通风仿真系统软件,对2004年郑煤集团大平煤矿"10·20"煤与瓦斯突出事故进行仿真推演。模拟得到,突出高峰期,以突出点为中心,东翼区域发生大规模逆流,逆流瓦斯渗透通过11轨道石门中的风门进入西大巷;在突出衰退后,逆流消失,进入西大巷的瓦斯随进风流进入13,15采区;同样因风门的限流,11轨道石门中出现瓦斯滞留,当架线电机车经过交汇点时引发瓦斯爆炸。推演结果与实际情况相吻合。研究表明,瓦斯突出灾变时期,防止瓦斯滞留是预防二次爆炸事故的关键;积极推广使用远程控制的自动风门,用它进行调控,能最大限度降低灾害损失。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 有源风网 瓦斯自然风压 突出逆流 瓦斯爆炸
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有源风网模型及其应用计算 被引量：15
2
作者 李宗翔 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期118-122,共5页
针对矿井3D通风网络上存在(瓦斯涌出和火灾等)外源气体涌出的风网表达的问题,提出了有源风网的概念,建立了基于有源风网的数学模型。给出了风源的点源和线源的模型和转换计算方法。用MATLAB语言编制了有源风网的仿真计算机程序(简称TFM)... 针对矿井3D通风网络上存在(瓦斯涌出和火灾等)外源气体涌出的风网表达的问题,提出了有源风网的概念,建立了基于有源风网的数学模型。给出了风源的点源和线源的模型和转换计算方法。用MATLAB语言编制了有源风网的仿真计算机程序(简称TFM),通过对瓦斯涌出和瓦斯突出两个算例的通风系统模拟,计算结果依然满足风量平衡、风压平衡和通风阻力等3个基本定律。 展开更多
关键词 有源风网 3D风网图 风源 通风仿真
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煤与瓦斯突出矿井通风系统灾害演变仿真研究 被引量：24
3
作者 李宗翔 王天明 +1 位作者 王双勇 王雅迪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期929-934,共6页
为解决矿井煤与瓦斯突出导致瓦斯超限或引发瓦斯爆炸的重大次生灾害问题,建立瞬变流、对流扩散和有源风网方程,研究瓦斯突出在矿井通风系统中的动力影响和瓦斯运移传播过程。通过简单通风管网系统突出动力实验,研究在瓦斯突出源流动力... 为解决矿井煤与瓦斯突出导致瓦斯超限或引发瓦斯爆炸的重大次生灾害问题,建立瞬变流、对流扩散和有源风网方程,研究瓦斯突出在矿井通风系统中的动力影响和瓦斯运移传播过程。通过简单通风管网系统突出动力实验,研究在瓦斯突出源流动力与风机通风共同作用下矿井风流的非稳态运动特征。开发了矿井煤与瓦斯突出仿真软件NC2.0,模拟再现了焦作九里山矿"10·27"煤与瓦斯突出事故,在给定突出源模型(流量变化曲线)下对突出后瓦斯在矿井内非稳态流动及瓦斯分布进行仿真模拟。结果表明,突出后突出瓦斯源压力是导致风流发生变化的主要因素,并以波的形式辐射传播;瓦斯突出源高强度气流改变了矿井系统的风流运动,使回风侧巷道风量产生"过流"现象,同时抑制了进风侧巷道风量,严重时甚至出现逆流的现象。研究可为突出矿井抗灾救护预案制定、降低灾害损失以及防止二次灾害事故发生提供借鉴。 展开更多
关键词 瓦斯突出 灾变通风 有源风网 灾害仿真 次生灾害
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突出瓦斯流与矿井通风系统耦合移动仿真 被引量：22
4
作者 李宗翔 刘宇 +1 位作者 于景晓 贾进章 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期111-116,135,共7页
针对2009年重庆松藻煤电有限公司同华煤矿'5.30'特别重大煤与瓦斯突出事故,运用有源通风网络理论和数值模拟仿真技术(开发了计算机仿真系统),对瓦斯突出时期矿井通风系统突变过程进行了详细模拟。突出后矿井通风系统一般经历突... 针对2009年重庆松藻煤电有限公司同华煤矿'5.30'特别重大煤与瓦斯突出事故,运用有源通风网络理论和数值模拟仿真技术(开发了计算机仿真系统),对瓦斯突出时期矿井通风系统突变过程进行了详细模拟。突出后矿井通风系统一般经历突出溢流、自然流动和通风顺流3个过程。在突出源动力作用下,做辐射流动,可沿主进风大巷逆流;瓦斯先灌入主通风巷道,滞后进入低风量风门巷道或硐室,导致这些巷道的瓦斯浓度超限,威胁矿井安全。突出完成后,瓦斯动力消失,矿井在瓦斯自然风压的作用下开始自然流动。在恢复通风后,矿井在通风机动力作用下瓦斯开始随风流动。受瓦斯自然风压干扰,通风机工况点出现频繁变动(与巷道网结构有关),随着瓦斯排净,恢复到原来的工作状态。值得注意的是,低风量巷道和硐室中的瓦斯滞留时间相对较长,成为持续性瓦斯供给源,十分危险;此外,主流巷道与支路低风量巷道之间的延迟灌入或瓦斯滞留产生的瓦斯自然风压,导致局部回路发生逆转的风流紊乱现象,也容易扩大瓦斯波及范围,或形成瓦斯排放延迟与滞留。 展开更多
关键词 瓦斯突出 3D有源风网 瓦斯自然风压 突出逆流 回流滞留 风流逆转
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采煤工作面双向突源灾变通风系统仿真研究 被引量：4
5
作者 李宗翔 李林 +1 位作者 于景晓 韩光 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期185-190,共6页
煤与瓦斯突出是煤矿中一种极其复杂的动力现象,是威胁煤矿安全生产的严重自然灾害之一。针对湖南挂子岩矿"12·17"重大煤与瓦斯突出事故,运用TF1M(3D)数值模拟仿真技术,给出了采煤工作面"双向突源"瓦斯突出及... 煤与瓦斯突出是煤矿中一种极其复杂的动力现象,是威胁煤矿安全生产的严重自然灾害之一。针对湖南挂子岩矿"12·17"重大煤与瓦斯突出事故,运用TF1M(3D)数值模拟仿真技术,给出了采煤工作面"双向突源"瓦斯突出及矿井灾变通风系统突变过程的仿真画面。模拟表明,发生在采煤工作面或巷道中的煤与瓦斯突出,是以突出点为中心向外膨胀冲击,进风侧逆流,回风侧过流,与独头突出相比泄流效应显著,冲击强度降低。突出动力消失后,在与通风机动力和瓦斯自然风压的共同作用下,逆流巷道依然存在"逆流-回流"。模拟得到,在风门风窗巷道出现瓦斯"限流和滞留"等现象,其中限流能阻滞突出瓦斯向这些巷道中大量涌入,对井下人员逃生提供暂时的庇护,而滞留则不利于突出后的瓦斯排放,容易引发煤与瓦斯突出的二次灾害——瓦斯爆炸事故。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 3D有源风网 双向突源 风流紊乱 二次灾害
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有热源巷道风流温度分布非稳定模型及数值计算 被引量：3
6
作者 李宗翔 刘宇 +1 位作者 刘汉武 林琳 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期93-98,共6页
针对矿井有热源巷道中风流温度分布非稳定计算问题,通过通风巷道存在放热源-对流-扩散-热交换的非稳定温度传播方程,建立一维有限元数值模拟求解方法的数学模型,讨论按放热强度(2类热流量条件)的热源项处理算法,给出有热源通风巷道风流... 针对矿井有热源巷道中风流温度分布非稳定计算问题,通过通风巷道存在放热源-对流-扩散-热交换的非稳定温度传播方程,建立一维有限元数值模拟求解方法的数学模型,讨论按放热强度(2类热流量条件)的热源项处理算法,给出有热源通风巷道风流初始温度均匀分布与非均匀分布的定解条件,并编写计算机仿真程序进行求解计算。结果表明:在起点27℃-热源300 kW和起点32℃-热源100 kW的不同边界条件和热源强度下,有热源通风巷道中温度分布的非稳定传播过程;数值解收敛准则用Peclet数来衡量,取Pe<2作为收敛条件,程序中根据Peclet数自动加以判断,算例中剖分单元长度1.5 m,模拟时间步长取2 s不发生振荡。实现了巷道中风流各点的温度和温度分布随时间的变化过程的描述,为矿井系统多设备热源散热计算及热害防治设计提供基础算法。 展开更多
关键词 热害仿真 质-能有源风网 井下热源 非稳定传热 有限元
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矿井爆炸灾后CO网域蔓延特征仿真研究 被引量：2
7
作者 李宗翔 杨志斌 +2 位作者 李胜男 高科 张明乾 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期226-234,共9页
研究矿井瓦斯(煤尘)发生爆炸后毒害气体CO运移特征,有利于减少事故造成人员的中毒伤亡数。基于有源风网理论,同时运用矿井物理通风仿真TF1M3D平台,结合鸡西荣华一矿矿井,详细描述东部采区进风大巷一旦发生瓦斯爆炸,CO在全域矿井的运移... 研究矿井瓦斯(煤尘)发生爆炸后毒害气体CO运移特征,有利于减少事故造成人员的中毒伤亡数。基于有源风网理论,同时运用矿井物理通风仿真TF1M3D平台,结合鸡西荣华一矿矿井,详细描述东部采区进风大巷一旦发生瓦斯爆炸,CO在全域矿井的运移过程及其浓度分布特征,并进行2种情况的仿真分析。研究得到,在爆炸残余热的作用下携带CO的风流会先产生逆流现象,若通风机初始为失效停机状态,在通风机恢复运转通风恢复正常后,CO运移和稀释得更快,到达相应位置的浓度更高,对工作面持续侵袭的时间短;若通风机处于失效状态,CO运移慢会产生聚集,较通风机失效停机状态下,CO到达相应位置的浓度低,对工作面持续侵袭的时间长;CO的浓度还与井下风流有一定的关系。仿真结果为矿井控灾减灾提供理论支持。 展开更多
关键词 灾变通风 有源风网理论 CO蔓延 TF1M3D仿真平台 爆炸后灾
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