罗前刚

（1.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400039；2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037）

矿井通风是保障矿井安全最主要的技术手段之一，主要用于为井下提供所需空气，保证矿下人员正常工作，有效防治瓦斯等气体灾害的发生[1-2]。充足的通风是矿井安全生产的重要保证，煤矿巷道风速精确测定也就成为了煤矿安全生产必不可少的保障措施[3]。

目前一般采用皮托管差压式、超声波涡街式、机械式等常规矿用风速仪进行风速检测[4]。对于大断面巷道来说，这类点式测量方式的测点位置确定比较困难。对此，已有学者针对巷道平均风速相等点位、平均风速点分布规律等，开展了定点测风法数值模拟研究并加以优化改善，然而其传感器的选点位置和安装误差均会影响风速测量的准确性[5-7]。对此提出一种基于超声波渡越时间算法的巷道全断面风速测量方法并开展研究。超声波多声道代表了多条线式测量，在此采用流体力学数值模拟方法研究巷道风速的分布规律，进一步优化确定多声道几何位置直线方程及风速修正系数，并得出巷道平均风速计算公式。这种实现方法为巷道风速测量提供了科学依据。

1 巷道断面风速数值模拟及分析

采用有限元流体仿真软件对巷道内风速分布情况进行模拟仿真，可以直观地查看巷道断面风速分布规律及变化情况，进一步为超声波声道选择优化提供科学依据[8]。

1.1 巷道模型建立

针对煤矿使用最多的半圆拱巷道类型，选取神东煤炭集团大柳塔煤矿主斜井断面拱形巷道为基础模型。……