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《河南理工大学》 2010年
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煤矿主通风巷道中抑制瓦斯爆炸的细水雾两相流场数值分析

孟凡茂  
【摘要】: 目前国内外在瓦斯爆炸防治方面的研究已经有了较大的成果,但是涉及到在瓦斯爆炸三要素同时具备情况下控制矿井瓦斯混合气体不发生爆炸的新技术的研究还较少。之前的研究多立足于降低瓦斯聚集区的瓦斯浓度或使用环保性能差的哈龙1301、1211化学灭火剂。本文所研究的细水雾具有颗粒直径极小、空间分布密集而均匀、在空中停留时间长的特点,在瓦斯抑爆过程中具有高效吸热、窒息灭火、阻隔辐射热、动力学效应等作用,并且经济环保,可适用于瓦斯浓度不易降低的瓦斯聚集区和一般瓦斯聚集区。但在目前,细水雾灭火抑爆工业仍然依赖于大量的试验来发展细水雾灭火抑爆系统。因此,研究细水雾瓦斯抑爆系统设计方案和各种因素对瓦斯抑爆所要求的细水雾雾场分布、雾滴粒径的影响等,具有重要的意义。 本文在研究过程中对矿井主通风巷道中直通风巷道和上隅角进行了物理模型的构建,采用理论研究、数值模拟、试验验证的方法对瓦斯抑爆细水雾系统与其影响因素之间的相互关系进行了研究,然后通过实验对研究结果进行测试和验证。借助于Fluent软件对直通风巷道和上隅角中喷嘴数量、喷射角度、喷嘴排数、巷道倾角、巷道风速、巷道高度等影响因素与细水雾含量及其分散度之间的对应关系进行了研究,为矿井主通风巷道瓦斯抑爆细水雾系统的设计提供了可靠依据。研究结果表明,在矿井主通风巷道中可以通过布置合适的瓦斯抑爆细水雾系统达到提供满足瓦斯抑爆要求的细水雾流场的目的。
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