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矿井巷道透水致灾因素分析及CFX模拟

王琴  
【摘要】:矿井透水事故造成了大量的人员伤亡和巨大的经济损失,严重制约了矿山企业的发展。透水事故严重度受到矿井透水水流流动状况的影响,分析透水水流流动的影响因素并量化其程度,是矿山防治水工作的重要依据之一。 从内因与外因的角度进行了巷道涌水过程的致灾因素分析,发现透水速度、透水量、透水方式等内因与巷道断面参数、透水位置、巷道布置方式等外因为影响透水水流流动状况的主要因素。结合单巷道和交岔巷道的涌水特征,构建了单巷道透水模型和交岔巷道透水模型,并基于计算流体力学理论进行了数值模拟,研究了巷道断面形状、透水位置、透水初速度对单巷道透水水流流动的影响及交岔角度、透水初速度、水流流动方向对交岔巷道透水水流流动的影响。结果显示,巷道断面形状的变化对透水水流流动无影响,透水位置可影响出口流量的分配及出水时间、稳定时间的长短,透水初速度对流量的大小及分布、出水时间与稳定时间的长短、水压的大小及分布起着决定作用,巷道交岔角对交岔巷道内流量分配无影响,交岔角大的巷道其出水时间、稳定时间较长,当速度较低时尤为明显,透水水流的流动方向对交岔巷道中流量的分配有直接影响,顺着流线的出水口的流量远大于逆着流线的出水口的流量。


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