中国安全科学学报

作者：张连会, 陈世强, 赵利群, 王君, 鲁义

单位：1 湖南科技大学 土木工程学院,湖南 湘潭 411201;；2 湖南科技大学 南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南 湘潭 411201;；3 国家能源集团神东煤炭集团 柳塔煤矿, 内蒙古 鄂尔多斯 017209

关键词：采空区,最小流动单元,压力损失计算,孔隙率,断面风速

基金：国家自然科学基金资助(51774134, 51974119);湖南省自然科学基金资助(2019JJ60044);湖南省教育厅资助项目(19A173)。

为使得采空区气体流动压力损失的计算简捷合理,提出一个新的多孔介质物理模型;根据孔隙率相等和单周期流动原则,切割该多孔介质物理模型,构建出最小流动单元;针对最小流动单元,利用流体动力学微分方程组,量化单位长度压力损失与球体直径、气体密度和初速度之间关系,得到简化的一维最小流动单元压力损失计算式;在采空区流场试验平台上验证该计算公式,针对4个入口断面,分别完成26个初速度值与压力损失的实测,且随着断面风速的增加,实测压力损失也增加,且实测压力损失与计算压力损失的比值先减小后趋于稳定,该比值定义为修正系数,进而得到修正系数平均值。结果表明:基于最小流动单元推导出简化的一维压力损失计算式;进一步用修正系数修正一维最小流动单元压力损失计算式,得到拟三维的压力损失计算式,从而实现采空区气体流动压力损失的简捷计算。

来源：2021年第12期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

查看中国安全科学学报杂志2021年第12期