巷道内双爆源瓦斯爆炸冲击作用特性数值模拟研究

为研究巷道内双爆源瓦斯爆炸冲击波对巷道壁面结构的损伤特性,利用ANSYS/LS-DYNA建立巷道双爆源瓦斯爆炸模型,对双爆源瓦斯爆炸作用下巷道内冲击波超压传播以及有效应力进行了分析,并测定了发生双爆源瓦斯爆炸时巷道内轴向压力的变化和对称切面围岩位移情况,研究成果表明:巷道内双爆源冲击波之间的相互作用使得巷道内的冲击波压力情况与单爆源时有着较大区别,发生双爆源瓦斯爆炸的巷道轴向各位置将会出现两次压力峰值,第一次压力峰值的大小与该处离近爆源的距离呈负相关,而第二次压力峰值的大小与该处离两爆源间冲击波碰撞面的距离呈负相关,巷道内双爆源的冲击波碰撞前后压力峰值并非简单的叠加而是急剧攀升;通过观察巷道内发生双爆源瓦斯爆炸时对称切面各处的壁面响应情况,由此可知在巷道发生双爆源瓦斯爆炸的安全设计中应该注重隅角与顶板处的防护。研究结果可为巷道结构的安全设计提供理论参考。

多热源条件下采空区煤自燃CO分布规律研究

为了研究多热源条件下采空区煤自燃CO浓度场分布规律,结合煤自燃特性和采空区孔隙率分布规律,建立采空区煤自燃升温产气多场耦合模拟模型,采用FLUENT软件模拟在采空区回风侧多热源数量煤自燃升温产气变化过程,对不同条件下采空区CO浓度场分布情况进行研究,探究多热源条件下采空区煤自燃CO浓度场耦合变化规律。模拟结果表明:采空区煤自燃CO浓度随着热源数量增多而增大。采空区单一热源条件下煤自燃CO气体分布主要向回风侧扩散,距离采空区工作面越远采空区CO气体浓度越高。对比发现双热源和三热源条件下,热源之间煤自燃CO气体扩散相互影响,双热源和三热源条件下CO分布具有相似的耦合规律,在热源温度和采空区漏风作用影响下,采空区CO浓度分布随着温度升高具有阶段性变化,由于不同热源之间煤自燃存在相互耦合扩散作用,采空区CO浓度场呈现出“弱–强–弱–强”的耦合变化特征。综上所述,多热源会使采空区煤自燃CO扩散规律变的更加复杂,且对煤自燃具有促进作用。