煤与瓦斯突出冲击气流数值模拟研究

作     者：左文哲 谯永刚 华杰 秦鹏飞 王海杰 ZUO Wenzhe;QIAO Yonggang;HUA Jie;QIN Pengfei;WANG Haijie

作者机构：太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024 山西襄垣七一新发煤业有限公司山西襄垣046299 山西黄土坡鑫运煤业有限公司山西长治046500 

出 版 物：《煤矿安全》 (Safety in Coal Mines)

年 卷 期：2024年第55卷第2期

页      面：55-61页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

主　　题：煤与瓦斯突出 冲击气流 数值模拟 瓦斯压力 冲击波 瓦斯体积分数 

摘      要：为揭示煤与瓦斯突出冲击气流传播规律,利用COMSOL软件中高马赫流动与浓物质传递模块,模拟了煤与瓦斯突出过程中冲击气流的速度场、压力场、冲击力场、浓度场等分布规律。模拟结果表明:巷道内冲击气流呈射流状,速度可高达378.6 m/s,且随着距离的增大,呈现多峰值振荡衰减趋势,在射流中出现周期性的膨胀波区和压缩波区,射流尾部发展为湍流并失稳,在巷道内无序运移;突出冲击气流冲击力可高达246.3 kPa,冲击波以当地音速在巷道内运移;瓦斯气体最大扩散距离为133.6 m,巷道中部瓦斯体积分数接近于100%;由于突出后期巷道内存在压力差,瓦斯气体回流,高体积分数瓦斯和巷道内空气进一步混合。