上隅角抽采治理采煤工作面瓦斯的正交模拟优化

发布时间：2021-04-04 20:03

　　为了使采空区风流流动及瓦斯分布的数值模拟更加符合实际,基于采空区上覆岩层移动破断及裂隙演化的"O"形圈理论,研究煤矿井下采空区多孔介质的渗透特性,建立了正常回采期间煤矿采空区更符合实际的连续渗透率模型,并将该模型应用于五阳煤矿7601综放工作面上隅角抽采治理采煤工作面瓦斯的通风与抽放参数组合优化中。根据7601工作面现场实际情况建立CFD数值计算模型,根据正交试验方法设计了一个4因素3水平的正交试验,采用FLUENT软件平台对各试验进行数值模拟,选出了上隅角抽采治理采煤工作面瓦斯的优化参数组合,将优化后的参数应用到工作面生产中后,与模拟结果较为吻合,从而验证了模拟结果的可靠性。 

【文章来源】：煤炭技术. 2020,39(08)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

采空区渗透率分布规律

根据7601工作面的实际尺寸，建立数值模拟物理模型，具体参数：采空区为倾斜长252 m，深度140 m，高40 m的立方体。采煤工作面的体积为187 m×4 m×3 m(x×y×z)，支架部分的体积为187 m×2 m×3 m(x×y×z)，进、回风平巷的体积为5 m×20 m×3 m，在回风巷中布置了抽采管抽采工作面瓦斯，抽采管直径准0.4m，其中心距离巷道底板高2.25 m。利用GAMBIT将计算模型离散网格化。如图2所示。将五阳煤矿7601综放面采空区数据代入式（1）得到该工作面采空区渗透率模型

采空区渗透率等值线分布如图3所示。从图3中可以看出，7601综放面采空区渗透率由自然碎胀区到承压碎胀区再到压实稳定区数值逐渐减小，而在采空区四角由于煤壁的支撑作用，渗透率达到采空区中的最大值，采空区渗透率变化范围为6.841 8×10-7～5.334 2×10-5m2。将以上渗透率模型编写用户自定义程序（UDF）代人FLUENT中即可实现对采空区渗透率的设置。3 优化结果分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]倾斜特厚煤层综放开采采空区瓦斯分布规律研究[J]. 宁廷洲,赵波,林海飞,安学东,孙红星,姚晓波.  煤炭技术. 2019(12)
[2]肖家洼煤矿采空区埋管瓦斯抽采布置间距模拟与应用研究[J]. 王启明,刘浩,高巍,宋官林.  煤炭技术. 2019(12)
[3]采空区上隅角埋管抽放瓦斯引流装置研究[J]. 霍雨佳,方书昊,周培卿.  煤炭技术. 2019(05)
[4]大采高煤层综采工作面采空区自燃“三带”立体分布规律研究[J]. 石政锋.  矿业安全与环保. 2019(02)
[5]基于sigmoid函数的采空区渗透率模型及瓦斯流场模拟应用[J]. 王伟,程远平,刘洪永,方志明,李小春,赵嵘.  采矿与安全工程学报. 2017(06)
[6]立体抽采下采场瓦斯流动规律及模拟[J]. 徐全,杨胜强,王成,褚廷湘,马伟,黄金.  采矿与安全工程学报. 2010(01)



本文编号：3118395