[发明专利]一种含高浓度瓦斯井巷瞬态风流稳定性计算方法

摘要

本发明专利公开了一种含高浓度瓦斯井巷瞬态风流稳定性计算方法，其计算模型由瓦斯弥散方程和井巷通风网络方程构成，瓦斯弥散方程采用Crank‑Nicholson方法进行有限差分，利用追赶法得到井巷分瓦斯浓度；井巷通风网络方程采用龙格‑库塔法求解井巷分支的风量(风速)；在此基础上对两方程进行耦合求解；本发明计算模型考虑了高浓度瓦斯对井巷风流稳定性的影响，实现了含高浓度瓦斯井巷分支瞬态风流的定量计算。

主权项

一种含高浓度瓦斯井巷瞬态风流稳定性计算方法，其计算模型由瓦斯弥散方程∂ci∂t+ui∂ci∂xi=Ex∂2ci∂xi2---(1)]]>和井巷通风网络方程Σi=1m[cjiKi(Σk=1bcikdqkdt)]=Σi=1mcji(hFi+hMi-Ri|Σk=1bcikqk|Σk=1bcikqk)---(2)]]>构成，其中式(1)中ui为井巷分支i的风速，xi为沿井巷分支i的空间距离，t为时间，ci为井巷分支i的瓦斯体积分数，Ex为瓦斯弥散系数，式(2)中为分支风量，Ri为分支i风阻，为分支i的通风机风压，为分支i的瓦斯风压，cji为回路矩阵，cik为回路矩阵cji的转置矩阵，其中瓦斯弥散方程(1)求解方法是首先采用Crank‑Nicholson方法进行有限差分，然后利用追赶法得到井巷分瓦斯浓度，同时井巷通风网络方程(2)求解方法是采用龙格‑库塔法求解井巷分支的风量(风速)，求解过程中需对方程(1)和方程(2)进行耦合求解。