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.     

谢桥矿采空区瓦斯流动规律的研究

介绍了CFD模拟方法的基本思路,利用建立的CFD模型对谢桥矿1242(1),13118工作面采空区瓦斯流动规律进行模拟,模拟的结果与现场实测结果相吻合,说明采用CFD模型模拟采空区瓦斯流动规律是可行的,所建立的CFD模型是正确的。     

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。     

综放采空区瓦斯流动规律数值模拟研究

采用Fluent模拟软件,选择标准双方程模型,对u型和U＋L型通风方式下综放采空区瓦斯流动进行数值模拟,研究其分布规律。模拟结果表明：在走向方向上,从自然堆积区到压实稳定区,在倾斜方向上,从进风侧到回风侧,在垂直方向上,从底板到断裂带最上部,瓦斯浓度逐渐增大;上隅角瓦斯浓度由u型的13％T降到了U＋L型的0．6％左右,大大降低了上隅角瓦斯浓度,有效的解决了瓦斯超限的问题。     

采空区瓦斯流动规律CFD数值模拟的误差分析

以阳泉三矿K8206综放面为模型,采用CFD数值模拟方法对其采空区瓦斯流动及分布规律进行了数值模拟研究。为了分析数值模拟结果与现场实测数据的误差,建立了3条考察标准。考察结果表明,工作面瓦斯浓度分布规律与现场实测的是吻合的;回风巷、内错尾巷、高抽巷的瓦斯浓度误差分别为6%、59.2%、25%,回风巷、内错尾巷、高抽巷的风速误差均小于10%;采空区压实区的风流流态为层流,离层区风流流态为紊流与过渡流。     

长壁工作面采空区气体流动场瓦斯运移规律研究与实践

本文简要介绍了CFD技术及其在采空区瓦斯运移规律研究的应用概况,描述了利用CFD商业软件FLUENT建立长壁采煤工作面采空区瓦斯运移模型的过程;重点介绍了大兴矿N1405工作面和晓明矿N2410工作面的三维CFD模型及主要模拟结果。     

采空区上覆岩层裂隙发育及瓦斯流动规律分析

针对煤矿采空区上覆岩层裂隙发育,采动裂隙瓦斯流动规律等对合理确定高位钻孔抽采区域的重要性,对采空区上覆岩层的裂隙发育规律和采动裂隙场的瓦斯流动规律进行分析,从采空区覆岩"竖三带"裂隙分布特征、采动裂隙"O"形圈以及U型通风采动裂隙瓦斯流动规律出发,找出采空区对工作面上隅角瓦斯超限影响较大的区域,得出高位钻孔的理论最佳抽采区域大致为工作面后方50 m区域,这个区域的覆岩裂隙发育情况是高位钻孔层位优化设计的关键,为高位钻孔抽采参数优化提供了理论基础。     

工作面漏风对采空区瓦斯流动规律影响的数值模拟

为了描述工作面漏风对采空区瓦斯流动规律的影响,建立了采空区瓦斯流动的渗流-扩散模型,利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件对采空区瓦斯流动规律进行了模拟求解。模拟结果显示,在漏风的影响下,采空区中瓦斯浓度从漏风口处开始降低;随着时间的发展,进风侧的瓦斯逐渐开始向回风侧运移,从进风侧开始逐步形成"扇形"浓度降低区;瓦斯从回风侧流入到回风巷中,使工作面上隅角附近瓦斯浓度异常升高;漏风对采空区瓦斯移动的影响范围有限,靠近回风侧边缘的采空区瓦斯浓度很高为瓦斯浓度富集区。     

瓦斯抽放条件下采空区气体运移规律的数值模拟研究

为了掌握采空区气体的运移情况,指导采空区瓦斯的抽采工作,针对山西晋煤集团凤凰山煤矿综采工作面上隅角瓦斯超限的实际情况,在煤层顶板覆岩内布置高位钻孔直接对上邻近层卸压瓦斯进行抽采和拦截。通过建立采空区瓦斯流动模型,并对模型中各边界条件和参数进行设置,运用FLUENT软件对综采工作面顶板抽放条件下采空区气体分布及运移规律进行数值模拟,得出采空区氧气、瓦斯气体运移规律,为防治采空区遗煤自燃和瓦斯防治提供科学依据。     

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。     

CFD modelling of longwall goaf gas flow to improve gas capture and prevent goaf self-heating

CFD models have been developed to investigate the longwall goaf gas flow patterns under different mining and geological control conditions. The longwall goaf was treated as porous regions and gas flow was modelled as a momentum sink added to the momentum equation. Gas desorption from the caved goaf and destressed coal seams within the mining disturbed area was modelled as additional mass sources in the continuity equation. These CFD models were developed according to specific longwall layouts and calibrated against field monitoring data. Two case studies were presented demonstrating the application of CFD modelling of goaf gas flow characteristics for improved goaf gas capture and the reduction of oxygen ingress into the goaf areas for self-heating prevention. Results from the case studies indicate that the optimum goaf drainage strategy would be a combination of shallow (near the face) and deep holes to improve the overall drainage efficiency and gas purity. For gassy longwall faces retreating against the seam dip, it is recommended to conduct cross-measure roof hole drainage targeting the fractured zones overlying the return corner, rather than high capacity surface goaf drainage deep in the goaf.     

U型通风工作面采空区瓦斯运移规律研究

以赵家坝煤矿1944工作面为研究对象,采用Fluent软件对工作面采空区瓦斯运移规律进行了研究。研究结果表明:采空区由近及远瓦斯浓度逐渐增大,距工作面一定距离后趋于稳定;在采空区距工作面50~70 m处存在层流与紊流的混合边界;从进风巷到回风巷方向瓦斯浓度逐渐增大。随着进风巷入口风速的增大,采空区高浓度瓦斯区域向深部推移,工作面上隅角瓦斯浓度下降。随着工作面推进长度的增加,过渡风速带向后移,工作面上隅角瓦斯浓度增大。     

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。     

采空区瓦斯运移规律的相似实验与数值研究

本文结合淮南矿区张集矿的具体情况,对采空区瓦斯进行了数值模拟计算;同时,通过相似材料实验,得出了采空区瓦斯浓度的分布和运移规律,两者基本吻合,从而为采空区瓦斯抽放打下基础.     

连通管均压技术治理瓦斯超限及采空区煤自燃

通过对芙蓉煤矿53305和53405采煤工作面瓦斯超限和采空区煤炭自然发火的原因分析,采取隔绝和调压气室均压等综合灭火技术,有效地治理了瓦斯超限和煤炭自然发火灾害.     

回采工作面相邻采空区瓦斯涌出影响因素分析及治理对策

保德煤矿是神东煤炭分公司唯一的高瓦斯矿井,在88203综采工作面回采时,其专用排瓦斯尾巷内瓦斯受相邻的88202采空区瓦斯涌出影响呈间断性超限,严重制约了该工作面的正常回采。论文从理论上阐明了导致88203工作面尾巷瓦斯超限的主要原因,提出了采用均压技术治理相邻采空区瓦斯涌出的针对性措施。     

采空垮落区瓦斯非线性渗流-扩散模型及其求解

根据高强度快速推进条件下大空间采空垮落区瓦斯运移的特点,按照渗流力学理论,将采空区视为连续的渗流空间,瓦斯在采空区实际是机械弥散和分子扩散引起的散布过程,通风风流流动状态是由工作面湍流向采空区深部层流的过渡状态.运用质量守恒定律和非线性渗流方程,提出基于Fick扩散定律和Brinkman方程的瓦斯扩散-通风对流运移模型,综合考虑了流体压力梯度和动能作用,比较适合采空垮落区的风流运动和瓦斯对流扩散规律.通过数值求解,研究采煤工作面采空垮落区内瓦斯运移的作用机理.     

事故树分析法在分析井下运输事故中的应用

介绍了利用事故树分析法分析井下运输事故的方法，通过分析找出造成井下运输事故中各基本事件发生的概率大小，并提出解决方法。     

布尔台矿综放工作面采空区瓦斯运移 规律及瓦斯抽采优化研究

采空区涌出瓦斯是采煤工作面瓦斯重要来源之一,合理的采空区抽采方案可有效解决工 作面瓦斯超限问题。 本文结合数值模拟与现场应用对神东布尔台矿42 号上煤层综放工作面采 空区瓦斯插管抽采系统进行优化。 首先,利用流体模拟软件FLUENT模拟采场瓦斯运移特征,考 虑了采空区遗煤解吸和上邻近层的瓦斯涌出,揭示了采空区瓦斯浓度分布规律,并分析了抽放口 与回风隅角距离、抽采负压和不同配风比对抽采效果的影响,提出抽采优化方案。 然后,将优化 方案进行现场应用,重点考察了抽放口与回风隅角距离和抽采负压,得出当插管间距为70m、抽 采负压为12~18kPa时,抽采效果较好。 研究结果对高产高效低瓦斯矿井采空区瓦斯抽采方案 优化具有理论和现实意义。