避难硐室CO有毒气体防毒数值模拟研究

摘要

为研究煤矿井下发生灾害事故后大巷中CO有毒气体侵入避难硐室的问题。开展避难硐室有毒有害气体弥散侵入实验研究，分别按0.7L/min、1.5L/min、2L/min等3组不同压风量，分别按3组不同压风位置和分别按3组防护密闭门高度，以及大巷与过渡室2组不同温差下，有毒有害气体侵入避难硐室的过程。研究发现增大压风量、压风口位置高于防护密闭门、防护密闭门高度减小都能阻止有毒有害气体侵入避难硐室。
　　运用矿井避难硐室有害气体柔性隔离门，建立避难硐室数值模拟模型，通过设定井下灾害时期避难硐室内部和大巷风流温度以及地面钻孔压风量，运用CFD软件仿真研究当大巷中充斥有大量有毒气体，如CO气体，在避险人员打开避难硐室的防护密闭门后，CO弥散侵入避难硐室的情况，并对未安装与安装隔离门的模拟结果进行仿真对比分析。
　　研究发现通过盲目增大地面钻孔中压风量使避难硐室过渡室CO最大浓度值降低到安全范围内的做法是不可行的。为使过渡室CO平均浓度值降低到24ppm，在模拟条件大巷风流温度50℃（灾害时期高温风流），避难硐室气温20℃时，加装隔离门能使地面钻孔压风量从51.7m3/min降低到15.7m3/min，在模拟条件大巷30℃，避难硐室10℃时，加装隔离门能使地面钻孔压风量从81.7m3/min降低到10.8m3/min，证明避难硐室有害气体柔性隔离门能有效阻止有毒气体的侵入。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 避难硐室的国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究意义

1．4 研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

2 避难硐室内空气流动与弥散规律

2．1 避难硐室的正压性

2．1．1 影响确定避难硐室正压值控制范围的因素

2．1．2 避难硐室正压压差值的建立

2．1．3 压差值校核

2．2 避难硐室数值模拟流体流动的控制方程

3 有毒有害气体弥散侵入避难硐室实验

3．1 常温有毒有害气体侵入实验

3．2 高温有毒有害气体侵入实验

3．3 压风量对高温有毒有害气体侵入的影响

3．4 压风位置对高温有毒有害气体侵入的影响

3．5 防护密闭门的高度对高温有毒有害气体侵入的影响

4 矿井避难硐室有害气体柔性隔离门

5 避难硐室的数值模拟研究

5．1 避难硐室计算模型的建立及网格划分

5．2 避难硐室模型的数值模拟

5．2．1 CO高温时的模拟结果

5．2．2 加装隔离门后的模拟对比

5．2．3 CO低温时的模拟结果

5．2．4 加装隔离门后的模拟对比

结论

展望

参考文献

作者简历

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