高原矿井分段式增氧通风数值模拟研究

来源：黄金科学技术杂志2021年第5期北京时间：

作者：邓红卫,钟智明,田广林

单位： 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083, 中南大学高海拔寒区采矿工程技术研究中心，湖南 长沙 410083

摘要：针对高原矿井机械化掘进巷道传统扩散式增氧通风方案富氧效率较低及氧气资源浪费严重等问题，提出了一种新型分段式增氧通风方案。基于ANSYS-Fluent数值模拟软件，针对某海拔4 000 m的金属矿山掘进巷道，以掘进巷道需氧区域氧浓度提升至26%为目标，设计对比试验，分析传统扩散式增氧通风方案与分段式增氧通风方案掘进巷道的富氧扩散、氧气空间分布差异，并引入目标富氧偏离量和富氧输运效率2项指标，评估分段式增氧通风与传统扩散式增氧通风的富氧能力。结果表明：与传统扩散式增氧通风相比，分段式增氧通风的富氧扩散速率得到明显提升，增氧范围扩大，富氧耗时显著降低，巷道中段、末段需氧区域氧浓度分别上升至24.6%和25.5%，目标富氧偏移量降低至1.372，氧气利用率上升至50%，充分验证了分段式增氧通风方案富氧的有效性和优越性。该研究成果对于高原矿井制定机械化掘进巷道通风方式具有一定的指导意义。

关键词：高原矿井,分段式增氧通风,数值模拟,目标富氧偏移量,富氧输运效率

基金资助：国家自然科学基金项目“寒区散体冻胀裂解孕育排土场灾变机理及干预机制研究”(51874352),中南大学研究生科研创新项目(2019zzts990)