大断面巷道风量精准测量数值模拟研究

摘要

目前大断面巷道风量精准测量已然成为困扰矿井通风系统管理人员的一道难题;为了解决这一问题,首先借助COMSOL Multiphysics软件的湍流模拟功能,以煤矿常见的矩形巷道和半圆拱形巷道为例,分别模拟了巷道入口风速为0.25、2、6、12 m/s时,巷道断面中各点瞬时风速的分布情况;发现巷道断面中瞬时风速等于平均风速的位置只与巷道断面的几何特征有关,不会随巷道入口风速的变化而发生改变,验证了"关键环"的存在;然后计算了巷道断面中距离底板1.8 m处的二维截线上各点的瞬时风速,通过后处理功能精准确定了巷道断面中瞬时风速等于平均风速的位置;这样就为精准确定大断面巷道的风量提供了依据;最后为了方便技术人员使用,将计算模型封装成能够独立运行的APP,只需要输入巷道的几何特征参数和入口风速,就可以确定断面中平均风速等值线的位置。