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为了研究瓦斯突出对矿井通风系统的动力影响过程,利用空气动力学相关知识,瞬变流理论,刚体理论,对流扩散理论和有源风网理论对突出后瓦斯在全矿井的扩散进行了仿真研究,并通过非稳态相似实验验证了刚体理论运用在低速流动是合理和准确的。根据所述理论和方法,开发了矿井灾变通风仿真软件(NC2.0),软件除具备矿井正常通风仿真能力外,还初步具备瓦斯突出时期灾变通风的仿真能力,能够模拟在给定突出源流量变化曲线或者压力变化曲线的情况下,瓦斯在全矿井的扩散过程以及全矿井风量的变化;能够模拟在给定突出源压力变化曲线情况下,全矿在发生突出后压力和风速的传播变化云图。利用仿真软件对焦作九里山矿“10·27”煤与瓦斯突出事故进行仿真计算,对所述理论和方法进行了分析验证。 研究结果表明:瓦斯突出压力波和爆炸冲击波有较大区别;冲击波速度大于当地声速,压力波以声速传播,瓦斯运移速度小于压力波速度;突出后压力波在全矿井的传播是第一个导致风流发生变化的原因;瓦斯突出对通风系统的影响有直接动力影响和瓦斯风压影响,利用刚体理论和有源风网理论对突出后瓦斯在全矿井的扩散进行仿真同时考虑到两种影响,是科学的,运用无源风网理论对瓦斯突出进行模拟,仅仅考虑了瓦斯风压对通风系统的影响,这在瓦斯突出前期是误差较大的甚至是错误的;上行风路发生瓦斯突出时,可能导致旁侧支路风量减少甚至逆转;下行风路发生瓦斯突出时,风流发生停滞或者逆退;瓦斯突出产生的大量高于常压的瓦斯,会导致回风井风量增加,同时减少进风井的风量甚至使进风变成回风。研究结果对突出矿井抗灾救护以及防止二次灾害事故的发生均具有重要的理论和现实意义。