有限体积法在采空区自然发火数学模型中的应用

发布时间：2021-10-27 10:41

　　对有限体积法在采空区自然发火数学模型中的应用进行了研究。分别运用达西定律、Fick定律和傅里叶定律建立了采空区流场、氧浓度场和温度场模型,并确定了其边界条件,其中将温度场分为遗煤温度场和气体温度场进行模型的建立。建立的模型描述了采空区内部压力、风流速度、氧浓度和温度的分布情况,为采空区自然发火研究提供了理论依据。将偏微分方程与采空区流场、氧浓度场、以及温度场的边界条件相结合,得到完整的采空区自然发火三维数学模型,可以准确地描述采空区自燃的过程,为采空区自燃的防治提供了理论依据。 

【文章来源】：华北理工大学学报(自然科学版). 2020,42(04)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

采空区内的某一六面微元体

采空区的流场区域及边界如图2所示,Γ1、Γ2、Γ3、Γ4为采空区靠近进风侧的面,Γ5和Γ6分别为底板和顶板。采空区靠近工作面边界的压力值可以测定,因此可表示为如式(4)所示。

采空区的氧浓度场区域及边界如图3所示,共有Γ1、Γ2、Γ3、Γ4、Γ5、Γ66个面的边界。在实际的处理中,只有在工作面附近的Γ4边界可以直接测量,因此对于进风侧可以直接考虑空气中的氧浓度;对于回风侧,考虑到消耗氧气的因素,需要对氧浓度进行实际的测量,但在该项研究中,回风侧处的边界根据第二类边界条件处理,也就是垂直于工作面方向的氧浓度变化是零,如式(14)所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]采空区注氮软件模拟及开发研究[J]. 王月红,吴怡,张九零,关雅洁.  煤矿开采. 2018(06)
[2]基于采空区防治的最优抽采负压确定研究[J]. 王月红,吴怡,张九零.  中国煤炭. 2018(10)
[3]基于FLAC3D与C-ALS耦合技术的采空区稳定性分析[J]. 王磊,侯永强,张耀平.  化工矿物与加工. 2017(06)
[4]煤矿采空区地面场地稳定性三维数值模拟[J]. 刘骏,何松标,徐亭亭,陈金宏,王楠.  贵州科学. 2017(01)
[5]采空区多参数流-固耦合温度场模拟研究[J]. 张九零,陈庆亚,王月红.  中国煤炭. 2014(08)
[6]采空区多参数气-固耦合渗流模拟[J]. 王月红,温佳丽,秦跃平,张九零.  辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2012(05)
[7]采空区三维建模算法研究[J]. 李潇,方源敏.  技术与市场. 2012(06)

博士论文
[1]综放工作面采空区自然发火三维数值模拟研究[D]. 刘宏波.中国矿业大学(北京) 2012
[2]移动坐标下采空区自然发火的有限体积法模拟研究[D]. 王月红.中国矿业大学（北京） 2009

硕士论文
[1]乌兰矿复合采空区自然发火防治技术研究[D]. 陈宝义.煤炭科学研究总院 2018
[2]采空区遗煤低温氧化及温度场分布规律研究[D]. 王甲春.安徽理工大学 2010



本文编号：3461438