混合式通风模拟研究：以掘进巷道为例

"掘进工作面混合式通风风流场数值模拟" 混合式通风在矿井掘进巷道中被广泛应用，因为它结合了压入式通风和抽出式通风的优势，能够有效地控制粉尘和瓦斯，保障井下作业的安全。在本文中，作者详细探讨了抽压混合式通风的风流场结构，特别是长压短抽通风方式，这是针对长距离大断面巷道的一种常见通风配置。 首先，长压短抽通风模式中，压入式的风筒通常安装在巷道侧壁，远离工作面，而抽出式的风筒则位于工作面较远处，用以抽取污风。这种设计可以确保新鲜空气到达工作面，同时快速排除有害气体和粉尘。作者通过绘制不同切面的通风矢量图，清晰地展现了风流的流向和分布。 接着，利用专业软件Fluent进行了数值模拟，分析了压入式风筒回转中心附近的风速结构以及抽出式风筒轴心线上的风速变化。Fluent是一种强大的流体动力学模拟工具，它可以精确模拟风流场中的速度、压力和温度分布，帮助理解风流与瓦斯流动的动态特性。 在模拟过程中，作者考虑了巷道的几何尺寸、风筒的位置和长度，以及风速的分布。巷道的断面尺寸设定为3.3m × 5m，风筒直径为1000mm。压入式风筒与工作面的距离设为10m，抽出式风筒则设为30m。这样的设置有助于研究不同通风组件如何相互作用，以及它们如何影响整个风流场的稳定性和效率。 为了确保模拟的准确性，作者对物理模型进行了精细化的网格划分，使用六面体网格并设定网格尺寸为0.2，确保了模拟结果的精度。网格划分的质量直接影响到模拟的精确度，经过检验，所使用的网格满足模拟要求。 通过对风速场的模拟，作者揭示了混合式通风在控制掘进工作面风流和瓦斯浓度方面的效果，这对于矿井通风瓦斯管理具有实际指导意义。此研究不仅加深了我们对矿井通风系统复杂性的理解，也为优化通风设计和提高通风效率提供了理论支持。 总结而言，这篇研究通过数值模拟技术，深入研究了掘进巷道中混合式通风风流场的特点，特别是长压短抽方式下的风速分布和瓦斯流动规律，对矿井通风安全和效率提升有着重要的理论和实践价值。