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2022年第01期
2022-01-25
171

煤与瓦斯突出流体多物理参数动态响应试验研究

  • 作者:

    许江
    魏仁忠
    程亮
    彭守建
    杨海林
  • 关键词:

    煤与瓦斯突出
    突出流体
    煤粉堆积
    弧形拐弯巷道
    流体运移
  • 作者单位:

    重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
    重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室

摘要

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摘要:

为进一步认识煤与瓦斯突出后巷道内突出流体的运移传播规律以及突出灾害的防灾减灾机制,以大型物理模拟试验为主,研究了突出流体运动、煤粉堆积、冲击波阵面传播、静压和温度等多物理参数的动态响应特征,建立了突出流体运移模型,并着重分析了突出流体在弧形直角拐弯巷道的运移规律。结果表明:突出煤粉在巷道内堆积呈现出两头多中间少的分布特征,多数煤粉集中分布于拐弯后巷道;冲击波阵面的传播速度呈先增大后减小再增大的演化趋势,气流速度快于煤-瓦斯两相流运移速度;巷道静压在单相气流阶段动态响应大,在煤-瓦斯两相流阶段骤降;空气压缩气流、瓦斯气流和煤-瓦斯两相流对静压的演化有着不同影响;在拐弯巷道运移过程中,空气压缩气流内有压缩波叠加现象使得波阵面传播速度加快以及静压升高,瓦斯气流和煤-瓦斯两相流受能量损失影响使得静压降低;巷道温度呈现出迅速下降后缓慢回升的趋势;近突出口区域温度受压缩做功影响,呈现先增大后下降的趋势;巷道内温度呈波动式上升分布状态,部分区域存在一个阻碍巷道温度降低的机制;弧形拐弯后形成一个低温气体聚集区,使得其温度下降量较大。


  • 拐弯前后巷道内温度的演化
  • 拐弯前后巷道内静压的演化
  • 突出流体运移模型示意
  • 突出冲击波模型示意
  • 巷道内不同位置温度随空间的演化
  • 巷道内不同位置温度随时间的演化
  • 突出过程中静压首次时间响应间隔
  • 静压响应时间和静压峰值随静压传感器至突出口距离的演化
  • 突出过程中巷道内静压的演化
  • 巷道突出煤粉质量分布
  • 巷道突出煤粉分布的区域划分
  • 突出流体运动特征
  • 多场耦合煤矿动力灾害大型物理模拟试验系统
许江,魏仁忠,程亮,等.煤与瓦斯突出流体多物理参数动态响应试验研究[J].煤炭科学技术,2022,50(1):159-168. XU Jiang,WEI Renzhong,CHENG Liang,et al.Experimental study on dynamic response of coal and gas outburst fluid with multiple physical parameters[J].Coal Science and Technology,2022,50(1):159-168.

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