煤炭科学技术

作者：聂百胜, 张杰, 刘鹏, 陈楠, 周皓文,

关键词：上隅角, 矿井风流场, 瓦斯浓度分布, 出风狭缝, 进风压力,

采煤工作面上隅角瓦斯防治一直都是煤矿安全生产的重要方面。为高效治理采空区上隅角瓦斯超限问题，提出了一种应用矿用无叶风扇稀释上隅角瓦斯的防治方法。以山西省某煤矿U型通风系统工作面上隅角为研究对象，以矿用无叶风扇的出风狭缝和进风压力为影响因素，使用Fluent模拟多个工况下采空区局部风流场和上隅角瓦斯分布特征，根据模拟结果筛选最优参数条件的矿用无叶风扇进行现场试验，结合试验结果对模拟瓦斯浓度进行验证。结果表明：矿用无叶风扇能够提高回风巷风速，卷吸风扇后方风流，增大上隅角风流速度，有效稀释上隅角瓦斯。矿用无叶风扇的风量增大倍数随出风狭缝的减小而增大，出风狭缝为1.5 mm时，矿用无叶风扇前方2、5 m处的风量增大倍数分别为7.84和6.84；进风压力对风量增大倍数的影响较小，当进风压力为0.8 MPa时，拥有最大风量增大倍数分别为7.62和7.27；出风狭缝为1.5 mm、进风压力为0.8 MPa时，上隅角区域瓦斯质量分数能够迅速降至0.1%以下，说明较小的出风狭缝和较大的进风压力对提高上隅角风速和稀释上隅角瓦斯更有利，且前者对瓦斯浓度的影响程度大于后者。在现场试验中应用矿用无叶风扇取得了良好的效果，使用进风压力为0.8 MPa的矿用无叶风扇可在30 min内将上隅角瓦斯质量分数降至0.2%。研究结果丰富了矿用无叶风扇巷道应用中流场及瓦斯浓度场分布的理论基础，同时为进一步优化矿用无叶风扇局部瓦斯治理技术提供理论指导。

来源：2026年第3期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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