基于正交试验的U型通风采煤工作面瓦斯爆炸超压影响因素

作     者：刘佳佳 张翔 高志扬 张扬 陈玖强 靳马超 

作者机构：河南理工大学安全科学与工程学院 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心 山西冶金岩土工程勘察有限公司 

出 版 物：《爆炸与冲击》 (Explosion and Shock Waves)

年 卷 期：2024年

核心收录：

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

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52074106) 河南省优秀青年科学基金资助项目(232300421061) 中国博士后科学基金项目(2024M750803) 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室开放基金项目(SKLMRDPC22KF11) 河南理工大学青年骨干教师培养计划项目(2023XQG-07) 

主　　题：U型通风 采煤工作面 瓦斯爆炸 超压衰减率 正交试验 

摘      要：为探究U型通风采煤工作面瓦斯爆炸传播规律并探讨不同影响因素对瓦斯爆炸超压衰减的敏感性，利用Fluent模拟软件并结合某矿3906工作面情况开展了数值模拟研究。为了验证数学模型可靠性首先将模拟与实验数据对比，经对比得到两者误差均小于15%；其次依序进行模拟关键参数的优化并得到网格尺寸、迭代步长及点火温度最合理关键参数分别为0.2m、0.05ms及1900K，通过拟合得到工作面爆炸超压峰值及其到达时间与爆炸点距离之间的函数关系。采用极差分析得到三个主控因素极差值从大到小依次排列为：温度瓦斯浓度瓦斯积聚区压力，此次模拟中温度对于爆炸超压衰减影响最大，其中R值达到5.928；运用方差分析法对影响瓦斯爆炸超压衰减率主控因素进行显著性研究，三个主控因素极差值从大到小依次排列为：温度瓦斯积聚区压力瓦斯浓度，其中温度显著性达到31.835，其余两项不显著。