基于网络解算的采空区流场节点压力解算方法研究

发布时间：2020-05-28 16:05

【摘要】：采空区是煤矿发生灾害的主要场所之一,一直都是相关学者关注的重点。采空区的漏风与采空区灾害的发生有着密切的关系,因此采空区漏风一直都是研究的重点。对于采空区漏风规律的研究,主要是将其看成“流场”,通过对其进行数值求解来寻找出漏风的规律,以此为依据提出防止采空区灾害发生的措施。论文通过对现有采空区流场研究方法的调研,发现采空区流场的模拟大多是依托于商业版的CFD软件进行的,采用CFD对采空区流场模拟时需知道流场的边界条件。对于采空区漏风的边界限制条件,这些条件有些可以通过网络解算得到的,但是有些条件却无法准确获取,采用CFD软件对边界条件无法准确获取的采空区流场的模拟时还有些困难。本论文将井巷风网和采空区流场看成一个物理模型,建立井巷风网与采空区流场的网络化模型,采用网络解算的方法对其进行求解,建立协同求解模型。同时对采空区流场网络解算的方法进行研究,针对采空区网络划分后有大量的节点与网络分支的特点,选用节点压力法的网络解算方法对采空区流场进行求解。对节点压力法的解算方法进行深度的分析,针对在其求解过程中雅克比矩阵优势对称的特点,提出采用LDLT分解法将其进行分解计算,避免对其求逆的冗杂计算,改善网络解算的求解性能。采用ObjectARX技术完成相应软件的开发并对红柳林煤矿15207工作面的采空区进行漏风模拟,以此来验证模型与方法的正确性。通过对不同地表漏风量下的采空区流场及工作面进、回风巷的风量的模拟,得到了红柳林煤矿15207工作面有地表漏风时采空区自燃三带的分布状态和采空区最佳的地表漏风控制量,从而为保证工作面常规防灭火措施效果的发挥提供数据支持。
【图文】：

技术路线图

的模块成采空区的建立。进入 CAD 界面后，在命令系统提醒指示下依次输入四个点来绘制采空区43 边表示采空区走向方向长度，，14、23 边表示，网格划分的多少视其相关参数（后文介绍）1243图 4.1 采空区对象执行_properties 命令可以打开此采空区的属性采空区的具体建立，具体的如图 4.2 所示。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD325.3;TD72

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 裴桂红;冷静;刘玉学;潘洁;;采空区漏风及残煤瓦斯涌出对采场气流的影响[J];西南石油大学学报(自然科学版);2015年03期

2 杨鑫祥;肖伟;武猛猛;李文鑫;;矿井通风网络解算软件的改进研究与实现[J];矿业研究与开发;2015年04期

3 宣德全;兀帅东;曹拓拓;项冬冬;;高抽巷抽放条件下综放工作面采空区自燃危险区域划分[J];煤矿安全;2014年10期

4 邵磊;王佰顺;杨永刚;;不同渗透率条件下采空区自燃“三带”数值模拟[J];煤矿安全;2014年01期

5 张玫润;杨胜强;程健维;宋万新;焦汉林;张淦星;;一面四巷高位瓦斯抽采及浮煤自燃耦合研究[J];中国矿业大学学报;2013年04期

6 唐明云;戴广龙;秦汝祥;陈清华;;综采工作面采空区漏风规律数值模拟[J];中南大学学报(自然科学版);2012年04期

7 唐明云;张国枢;戴广龙;秦汝祥;;基于通风网络理论及试验的采空区自燃“三带”分析[J];安全与环境学报;2011年05期

8 谢军;薛生;;综放采空区空间自燃三带划分指标及方法研究[J];煤炭科学技术;2011年01期

9 魏引尚;邵炜航;王慧;;基于网络解算的采空区漏风分布计算模式[J];煤矿安全;2011年01期

10 李宗翔;贾进章;周志林;;工作面反风时采空区场量分布变动的数值模拟[J];北京科技大学学报;2010年06期

相关博士学位论文 前4条

1 张效春;多层采空区流场动态平衡理论与技术[D];辽宁工程技术大学;2014年

2 宋万新;含瓦斯风流对煤自燃氧化特性影响的理论及应用研究[D];中国矿业大学;2012年

3 王红刚;采空区漏风流场与瓦斯运移的叠加方法研究[D];西安科技大学;2009年

4 李宗翔;高瓦斯易自燃采空区瓦斯与自燃耦合研究[D];辽宁工程技术大学;2007年

相关硕士学位论文 前5条

1 李明珠;凤凰山矿沿空留巷Y型通风方式下采空区漏风规律研究[D];太原理工大学;2012年

2 邵炜航;基于网络解算的采空区漏风分析可视化实现[D];西安科技大学;2011年

3 胡英俊;综放工作面采空区风流场分析研究[D];山东科技大学;2008年

4 李锋;矿井通风安全信息可视化系统研究[D];山东科技大学;2005年

5 贾澎涛;基于WebGIS的矿井安全可视化交互系统的研究[D];西安科技学院;2002年

本文编号：2685489