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目前,国内采煤工作面上隅角瓦斯积聚超限问题还比较普遍,严重威胁煤矿安全生产。本文着眼于目前治理上隅角瓦斯技术中存在的不足之处,研制出高压二次旋转水射流风机,并对二次旋转水气射流风机驱散上隅角积聚的瓦斯气体进行实验研究,其特点是无火源、作用范围广。本文研究的主要内容有对二次旋转水气射流风机驱散积聚的爆炸气体关键技术参数优化实验,包括对不同喷嘴类型、不同喉嘴距、不同喉管及扩散管尺寸、不同水压对风量、风压、作用范围等通风参数的影响进行系统研究;对二次旋转水气射流风机作用于上隅角流场进行数值模拟研究;研制作用范围更广、耗水量更小、吸风量更大、驱散爆炸性气体效果更好的二次旋转水气射流风机,并在采煤面上隅角(危险源)驱散积聚的爆炸性气体治理中进行工业性实验研究。本文研究的实验研究方法主要有实验室实验研究、数值模拟实验研究和现场工业性实验研究。实验室实验研究包括对多种旋转形式、不同结构尺寸喷嘴的实验及不同喉管长度文氏管模型的制作、实验系统的建立、实验数据的测定分析等;实验效果理论分析研究是指针对实验室实验所测得的实验数据进行科学的计算处理,并采用正交实验的方法,选择最佳的实验方案,并确定高压水气射流风机最优结构尺寸;风机出口风流流场分布的测定结果表明旋转射流具有更大的作用范围和更强的掺混能力。数值模拟实验主要是对高压二次旋转水气射流风机驱散上隅角积聚瓦斯效果进行模拟计算,模拟计算结果表明,高压水射流风机显著改变了上隅角流场的分布,有效地减小了上隅角涡流区域,驱散了上隅角积聚的瓦斯,提高了煤矿生产安全系数。通过将高压水射流风机应用于采煤现场,有效地解决了上隅角瓦斯积聚问题,现场工业性实验结果体现高压二次旋转水气射流风机的经济价值和社会价值。总之,数值模拟实验研究和现场工业性实验研究结果表明采用高压水气射流风机治理上隅角积聚瓦斯问题是安全、高效的。