基于FLUENT的采空区瓦斯运移规律数值模拟研究

为了研究采空区瓦斯运移规律,以汪家寨煤矿P41104综放工作面采空区为原型,运用FLUENT软件进行建模,针对不同风速、遗煤升温及上隅角瓦斯浓度超限3类情况进行模拟研究,结果表明：通风条件下对采空区浅部瓦斯浓度场有较大影响,但随着走向和倾向距离增大,通风对采空区瓦斯浓度场的影响非常小;采空区出现遗煤氧化升温现象后,高温热源周围的瓦斯浓度随着温度的升高而升高,但升高幅度较小,并且高温热源对整个采空区温度场的影响较小;高位钻孔抽采瓦斯可以有效解决上隅角瓦斯浓度超限的问题。     

窄煤柱工作面采空区瓦斯运移规律数值模拟

宜兴煤业5309工作面采空区与5308工作面之间留设4 m窄煤柱,为了确定5309工作面采空区对5308工作面瓦斯涌出的影响,以便制定合理的瓦斯治理措施,文中分析了5308工作面的瓦斯来源,结合FLUENT软件对5309采空区注氮驱替的效果进行模拟,结果表明5309采空区注氮驱替能够有效控制其对5308工作面的影响。     

采空区瓦斯渗流规律的CFD模拟

对瓦斯在煤层中流动、在邻近煤层和围岩中流动规律进行分析;总结出采空区瓦斯分布规律。引入地质变化连续函数,更加准确地建立了采空区瓦斯渗流模型,利用CFD软件进行模拟解算,研究了采空区瓦斯渗流场变化规律,并通过对比确定了一种计算模型。研究表明：采用CFD模型研究采空区瓦斯渗流规律是可行的方法之一。     

采空区瓦斯流动规律的CFD模拟

采用CFD数值模拟方法对采空区瓦斯流动及分布规律进行了研究.阐明了计算流体力学CFD模拟的理论基础，介绍了运用FLUENT程序开发CFD模型的方法，并运用所开发的CFD模型对张北矿11418工作面采空区瓦斯流动规律以及地面钻孔抽放条件下瓦斯流动规律进行了模拟，模拟结果表明:采空区回风巷侧的最大瓦斯浓度可达80％.同时表明:采用CFD模型研究采空区瓦斯流动规律是可行的方法之一.     

风速对瓦斯运移规律影响的数值模拟研究

为了有效掌握采空区瓦斯分布及运移规律,基于理论分析和计算机数值模拟相结合的研究方法,利用FLUENT软件建立了综采面采空区瓦斯渗流的三维数值模型.对不同风速条件情况下的采空区风流场、瓦斯运移规律以及“自燃三带”分布宽度进行了数值模拟研究,对比分析了不同风速条件下综采工作面采空区流场与瓦斯分布规律,为正确认识采空区流场和瓦斯运移规律提供了理论依据,对保证煤矿的安全生产、提高矿井的经济效益有重要指导意义.     

采空区瓦斯运移规律研究

根据回采工作面采空区顶板垮落规律,分析了瓦斯在采空区内运移规律及流动方程,得出沿采空区深处方向瓦斯浓度变化规律和等浓度场,结合现有的采空区瓦斯抽放方法,对煤矿回采工作面采空区瓦斯抽放有一定的指导作用。     

采空区瓦斯运移规律研究

根据回采工作面采空区顶板垮落规律,分析了瓦斯在采空区内运移规律及流动方程,得出沿采空区深处方向瓦斯浓度变化规律和等浓度场,结合现有的采空区瓦斯抽放方法,对煤矿回采工作面采空区瓦斯抽放有一定的指导作用。     

回采过程中采空区瓦斯运移数值模拟研究

为掌握采空区瓦斯分布情况,指导采空区的瓦斯抽放工作.通过对采空区瓦斯来源,以及瓦斯涌出规律进行分析,建立了二维移动坐标下采空区瓦斯浓度场数学模型,并对其进行了无因次分析.采用有限差分法设计编制了计算机程序,通过对羊草沟矿采空区移动状态下瓦斯浓度场进行数值模拟,得到了推进速度为5m/d时的采空区瓦斯浓度分布状况.解算结果与理论分析得出的结果一致.这对矿井采空区瓦斯治理有重要的实际意义和价值.     

示踪气体的CFD模拟分析采空区瓦斯流动规律

 为了加强采空区瓦斯的治理,需要对工作面后方采空区瓦斯流动和分布规律进行研究,本文介绍了利用CFD采空区气体流场模拟软件模拟分析瓦斯在采空区中的流动规律,通过示踪气体的CFD模拟分析掌握了13118工作面采空区瓦斯瓦斯流动规律,为工作面建立合理的通风方式以及进行采空区瓦斯抽采提供了指导依据。     

采空区瓦斯涌出运移分布规律分析

通过对影响采空区瓦斯分布和瓦斯积聚的各种因素的分析,总结出其运移分布规律,从而对工作面瓦斯治理具有指导意义。     

基于CFD采空区瓦斯埋管抽采技术数值模拟研究

在高瓦斯厚煤层的开采过程中,瓦斯危害已经影响到煤矿正常生产,其中采空区瓦斯危害是目前煤矿灾害防治的重点之一。以山西晋城寺河矿综采工作面的采空区为研究对象,在分析了寺河煤矿瓦斯抽采现状、工作面瓦斯涌出规律、采空区瓦斯涌出在工作面瓦斯涌出的占有比例、以及采空区埋管抽采瓦斯方法和抽采参数后,构建了该矿采空区瓦斯抽采数值模型,通过分析对比瓦斯运移分布规律模拟结果,得出了寺河煤矿采空区瓦斯埋管抽采技术参数,对提高寺河煤矿采空区瓦斯抽采效率有一定的指导意义。     

基于数值模拟的采空区瓦斯分布规律研究

随着我国煤矿开采深度的延伸,瓦斯问题显得十分严峻,尤其上隅角瓦斯超限现象普遍存在,是影响矿井持续、稳定、安全及高效生产的重要制约因素。为探讨上隅角瓦斯聚积的原因,根据流体力学中的渗流理论,通过建立采空区瓦斯渗流和分布数学模型的数值模拟,对采空区瓦斯流动分布规律进行研究,为分析上隅角瓦斯浓度分布及预测其浓度提供理论依据,对上隅角瓦斯治理具有重要的指导意义。     

采空区瓦斯流场分布规律及埋管参数研究

针对马堡煤业“U”型通风工作面上隅角瓦斯超限频繁,严重制约安全高效生产的难题,通过FLUENT软件模拟得到马堡煤业综采开采条件下采空区瓦斯分布,研究现采采空区瓦斯流场分布规律,结合现场试验考察,得到具有指导意义的综采采空区瓦斯运移规律和合理的采空区埋管参数。     

Y形通风系统采空区瓦斯运移规律数值模拟

通过建立二维模型,应用流体力学软件Fluent对采空区漏风场及瓦斯运移规律进行数值模拟研究。结果表明Y形通风系统可以有效解决上隅角瓦斯积聚问题。     

基于CFD模拟的采空区瓦斯分布规律研究

为了研究高瓦斯综采工作面下的采空区瓦斯分布规律,以某矿15110综采工作面采空区为原型,使用FLUENT软件对U型、U型+高抽巷、Y型、Y型+高抽巷+采空区埋管抽采进行数值模拟和分析。结果表明:相比于U型通风下采空区上部瓦斯积聚严重,U型通风联合高抽巷能有效降低采空区裂隙带的瓦斯,高抽巷瓦斯浓度和混合流量模拟值分别为43.52%、197.50 m³/min,与现场监测值接近;但上隅角瓦斯浓度偶尔超限。在Y型通风下,瓦斯浓度随着采空区深度的增加而升高,随着靠近沿空回风巷而升高;上隅角瓦斯浓度相比于U型通风能有效降低。相比于Y型通风下沿空回风巷瓦斯浓度容易超限,Y型通风联合高抽巷、采空区埋管抽采的瓦斯防控体系能有效降低高瓦斯综采工作面的瓦斯浓度,为解决高瓦斯综采工作面瓦斯超限难题提供了理论指导。     

大隆煤矿采空区瓦斯抽放数值模拟与参数确定

用有限元数值模拟方法,结合图形显示技术,对大隆煤矿综采工作面采空区瓦斯抽放问题进行了计算分析。从理论上模拟了冒落非均质回采采空区内回风隅角处的瓦斯聚积过程。直观展示了瓦斯抽放时采空区流态、瓦斯分布变化的流体力学原理。模型中采空区流态计算用非均质渗流方程,瓦斯扩散运移基于瓦斯与大气两相混溶流方程描述。计算考虑了采空区沿边界冒落非充分压实的情况。利用数值模拟试验方法给出了合理的抽放流量和工作面通风量。     

基于现场监测与数值模拟的浅层采空区稳定性分析

隐患采空区是目前影响露天开采矿山安全生产的主要危害源之一。随着台阶开采的不断剥离,露天开采境界内各台阶与地下空区群的隔离层厚度越来越薄,随时有可能发生采空区顶板坍塌事故。考虑到露天矿采空区地质赋存条件和围岩稳固性等特征,以弓长岭露天铁矿浅层采空区为工程背景,运用现场监测和数值模拟相结合的手段综合分析了浅层采空区的稳定性。将液体静力水准地表沉降监测系统的监测数据与FLAC数值模拟结果对比,调整蠕变参数使得数值模拟的蠕变速率与现场监测结果一致,而后据此进行未来结果的预测。最终根据地表沉降数据确定的蠕变参数取值为A=1.0×10^-12、m=1.75、n=0.35。研究表明:静力水准测点地表最大沉降位移为-9.8 mm,蠕变计算结果顶板最大垂直位移约20.4 mm,应力最大值约25 MPa,综合分析显示该采空区较稳定。上述研究提供了一种基于采空区现场监测数据的数值模拟蠕变分析方法,可为类似矿山采空区稳定性分析提供借鉴。     

采空区气体及漏风规律数值模拟研究

为得到综放工作面在有无密闭墙情况下采空区漏风规律及其周边环境气体变化情况,通过对石港矿15108综放工作面现场调研,利用FLUENT软件进行数值模拟,结果表明:构筑泡沫密闭墙前采空区O_2浓度由进风侧逐渐降低,构筑密闭墙后在内错尾巷与采空区连通口两侧存在浓度梯度,中心附近O_2浓度较高;构筑密闭墙前后采空区内部CH_4分布规律基本一致,由浅到深CH_4浓度存在梯度,越往深部CH_4浓度越高,为采空区封堵漏风和防灭火治理提供了依据。     

采空区瓦斯涌出规律数值模拟及应用研究

通过建立三维数值模型,对综采面采空区及其上覆岩层内的瓦斯涌出规律进行模拟研究,并对斜沟矿18205综采面进行现场验证。研究结果表明:当采用回风巷及高抽巷同时抽排时,能够使得综采面采空区内的瓦斯向抽采口运移,从而降低瓦斯浓度,同时能够增加采空区漏风深入距离,减少瓦斯涌出量,对煤矿安全生产具有重要意义。