通风方式论文：采空区漏风流场和瓦斯分布规律研究

通风方式论文：采空区漏风流场和瓦斯分布规律研究

【中文摘要】本文基于计算流体力学(CFD)的理论,运用fluent软件建立工作面和采空区的三维模型,对不同煤层倾角时,工作面采用上、下行通风方式下采空区风流流场和瓦斯分布进行了数值模拟。结果表明:工作面通风方式、煤层倾角对采空区的漏风量、风流流场和瓦斯运移有很大影响。上行通风时工作面漏风从采面下隅角及采面下部流入采空区,采空区漏风携带瓦斯从采面上隅角和采面上部流入工作面。当下行通风工作面通风压力小于采空区自然风压时会发上采空区气体倒流现象,漏风从采面下隅角及下部进入采空区,携带瓦斯从上隅角和采面上部流入工作面。上行通风采空区漏风量比下行通风大;上行通风时漏风量随煤层倾角增大而增高,漏风量随煤层倾角增大而增高。下行通风工作面采空区瓦斯总量大于上行通风;随着煤层倾角增加,上行通风和下行通风采空区瓦斯总量都减小。下行通风工作面通风压力大于自然风压时,在采空区浅部,工作面向采空区漏风会从采面上隅角及上部进入采空区,从采面下部及下隅角流入工作面;在采空区深部,由瓦斯浓度差引起的扩散作用占主导地位,瓦斯向采空区浅部扩散,然后随漏风流从采面下部及下隅角流入工作面。下行通风工作面通风压力大于采空区自然风压时,煤层倾角超过一定角度,采空区...

【英文摘要】Ventilation mode used in face has grate effect on gob flow and gas migration. Numerical simulation has

informed on airflow field and gas distribution in gob. The results showed that there is a dominant difference in air leakage, airflow flow and migration when seam obliquity and ventilation mode of face are different. When the ascensional ventilation, Air linkage went into the gob from the lower corner of face and lower face, while Air Leakage of gas carried went into the face from upper corner upper face. ...

【关键词】通风方式 流场 瓦斯运移 采空区 数值模拟 【英文关键词】ventilation mode airflow field gas migration gob numerical simulator

【目录】采空区漏风流场和瓦斯分布规律研究4-59-159-13

摘要5-61.1 引言

9

ABSTRACT6

1 绪论

致谢

1.2 国内外的研究状况

1.2.2 对采

1.2.1 对巷道和工作面的研究9-10

空区的研究10-1313-15

1.3 本文研究的内容、方法和意义

1.3.2 本文研究

2 计算

1.3.1 本文研究的内容13-14

的方法和步骤14流体动力学基础理论15-22程16-18算网格18-19

1.3.3 本文的研究意义14-1515-31

2.1 CFD 基础理论

2.1.1 CFD 求解过程15-162.1.2 建立控制方

2.1.4 划分计2.1.6 解

2.1.3 确定初始及边界条件18

2.1.5 离散化控制方程19-21

离散方程的方法21-222.2 多孔介质模型及工作面湍流模型

22-26质22-25

2.2.1 多孔介质的定义222.2.2 多孔介质的性

2.2.4 工

2.2.3 多空介质模型的假设条件25

作面湍流模型25-2626-31

2.3 多孔介质在 FLUENT 的设置

27

2.3.2 FLUENT 软件

2.3.4

2.3.1 FLUENT 模拟能力

的基本构成27-282.3.3 求解器的选择28-29

多孔介质在FLUENT 中的设定29-31区风流流场和瓦斯运移的影响31-41体流动的数学物理模型31-3531

3.1.2 数学模型31-35

3 工作面通风方式对采空3.1 工作面和采空区气

3.1.1 物理模型

3.2 工作面和采空区模型的

3.2.1 边界条件36

3.3 通风方式对3.3.1 工作面上、下3.3.2 工作面上、下行3.4 本章小结

边界条件、网格划分及计算方法35-3635-36

3.2.2 网格划分与计算方法

采空区风流流场和瓦斯分布的影响36-39行通风采空区流场分布对比分析36-38通风采空区瓦斯浓度分布对比分析38-3939-4141-49

4 下行通风时采空区风流逆转现象和瓦斯分布4.1 边界条件、网格划分及计算方法41

4.2 模

拟结果分析41-47析41-4646-4749-5151-55

4.2.1 不同角度时下行风流场分布对比分

4.2.2 不同角度时下行风瓦斯浓度分布对比分析4.3 本章小结47-495.1 结论49作者简历55-57

5 结论与展望

参考文献

5.2 展望49-51

学位论文数据集57