[发明专利]一种正洞掌子面风管管口瓦斯涌出量检测瓦斯浓度的方法

权利要求书

1.一种正洞掌子面风管管口瓦斯涌出量检测瓦斯浓度的方法，其特征在于，包括模拟隧道瓦斯扩散的常规数值的计算、风量计算、正洞设备选型及验算、平导设备选型及验算、射流风机选型计算、风管口风量影响的判断、风管口位置影响的判断和瓦斯涌出量影响的判断；

所述模拟隧道瓦斯扩散的常规数值的计算：瓦斯均匀从掌子面涌出，采用源项进行模拟，瓦斯涌出量等于源项单位时间和单位体积瓦斯的生成量；

所述风量计算：施工通风所需风量按洞内同时作业最多人数、洞内允许最小风速、一次性爆破所需要排除的炮烟量、内燃机械设备总功率和瓦斯涌出量分别计算，取其中最大值作为控制风量；

所述正洞设备选型及验算：漏风系数：P＝1/(1-β)L/100＝1.35

其中，L——风管长度；

β——百米平均漏风率；

风机供风量：Qj＝P*Qh m³/min；

其中，Qh——工作面风量计算中各项最大值；

所述平导设备选型及验算：漏风系数：P＝1/(1-β)L/100＝1.35

其中，L——风管长度；

β——百米平均漏风率；

风机供风量：Qj＝P*Qh m³/min；

其中，Qh——工作面风量计算中各项最大值；

所述射流风机选型计算:射流风机工作风压h_f；

所述风管口风量影响的判断，在风管口距掌子面距离和掌子面瓦斯涌出量为不变的情况下，风管口出风量为Q转化为风管口出风速度；

所述风管口位置影响的判断：在掌子面瓦斯涌出量为1倍不变的情况下，对瓦斯涌出位置为正洞涌出、平导涌出和正洞平导同时涌出的3种情况进行数值计算；

所述瓦斯涌出量影响的判断：正洞掌子面涌出瓦斯，且风管出风量为Q不变和风管距掌子面距离为20m不变的情况下，对瓦斯涌出量为0.5倍、1倍和2倍下的3种情况进行数值计算；

对正洞掌子面风管管口的出风量分别为Q、2Q和0.5Q时的3种情况进行数值计算，风管的出风量越大，掌子面附近的瓦斯浓度越小，且风管出风量越大，瓦斯浓度较低的区域越大，出风量仅为0.5Q时，掌子面没有形成成片区域的低瓦斯浓度区域，而当风管口出风量为Q或2Q时，掌子面形成较大的低浓度区域；

固定风管出风量为Q和掌子面瓦斯涌出量为1倍时，当风管口离掌子面距离分别为10m、20m和30m时，掌子面前0.5m处的最大瓦斯浓度分别为0.17％、0.21％和0.25％，风管口距掌子面越近，掌子面附近的瓦斯浓度越小，且风管口距掌子面越近，瓦斯浓度较低的区域越大，而风管口距掌子面为30m时，掌子面没有形成成片区域的低瓦斯浓度区域，而当风管口距掌子面为10m或20m时，掌子面形成较大的低浓度区域；

固定风管出风量为Q和风管距掌子面距离为20m，当掌子面瓦斯涌出量分别为0.5倍、1倍和2倍时，掌子面前0.5m处的最大瓦斯浓度分别为0.1％、0.17％和0.3％，掌子面瓦斯涌出量越大，掌子面附近的瓦斯浓度越大。

2.根据权利要求1所述的一种正洞掌子面风管管口瓦斯涌出量检测瓦斯浓度的方法，其特征在于，通风管入口设为速度入口边界，隧道气流出口设为自由出流出口，隧道壁面、风门及风管管壁边界类型为固壁边界，且满足无滑移条件。