Y型通风回采工作面采空区流场和瓦斯分布规律研究
发布时间：2023-04-23 15:08
目前，随着沿空留巷技术的发展成熟，人们开始运用Y型通风方式，来解决上隅角和回风巷瓦斯浓度超限的问题。因此研究Y型通风方式下的采空区流场、漏风量（沿采空区边界风速分布）、漏风三带、瓦斯浓度分布规律，对治理上隅角、回风巷瓦斯超限及采空区遗煤自燃和瓦斯爆炸有着非常重要的理论和现实意义。为了避免模型对模拟结果的影响，本文分析了机巷、风巷不同长度和边界层网格加密对模拟结果的影响，通过研究确定了合适的物理模型和边界层网格划分方法。在此基础上利用计算流体力学的理论，推导采空区漏风及瓦斯分布的控制方程，利用Gambit软件建立Y型通风工作面采空区物理模型，并进行网格划分。运用Fluent软件对两进一回(机巷和风巷进风、沿空留巷回风)Y型通风方式不同配风和一进两回(机巷进风、风巷和沿空留巷回风)Y型通风方式沿空留巷回风量占总回风不同比值情况下采空区漏风流场、漏风量（沿采空区边界风速分布）、漏风三带和瓦斯浓度分布进行数值模拟研究。 模拟结果表明，Y型通风方式风流从机巷流入，在流经工作面通道时，一部分风流漏入采空区，最终汇聚到沿空留巷，经沿空留巷出口排出，漏风较多，采空区瓦斯浓度较低；采空区瓦斯浓度分布为：...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多孔介质渗透系数研究现状
1.2.2 采空区风流流动及瓦斯分布规律研究现状
1.2.3 沿空留巷技术研究现状
1.2.4 Y 行通风方式下采空区风流流动及瓦斯分布规律研究现状
1.3 本文研究的内容、方法和意义
1.3.1 本文研究的内容
1.3.2 本文研究的方法和步骤
1.3.3 本文的研究意义
2 回采工作面采空区漏风流场和瓦斯分布数值模拟理论基础
2.1 计算流体力学基础理论
2.1.1 控制方程的建立
2.1.2 湍流控制方法的确定
2.1.3 确定初始条件和边界条件
2.1.4 划分计算网格
2.1.5 建立离散方程
2.1.6 求解离散方程
2.1.7 模拟结果收敛性的判定
2.2 多孔介质理论
2.2.1 多孔介质的概念
2.2.2 多孔介质的性质
2.2.3 采空区多空介质模型的假设条件
2.2.4 采空区多空介质的特性
2.3 Fluent 软件的简介及应用
2.3.1 Fluent 基本功能和分析过程
2.3.2 Fluent 多孔介质数值模拟设置
3 回采工作面采空区流场数值模拟若干关键问题研究
3.1 采空区漏风和瓦斯分布的数学模型
3.2 Y 型通风回采工作面和采空区模型尺寸的确定
3.2.1 采场物理模型
3.2.2 边界条件的设定
3.2.3 风巷、机巷巷道长度对模拟结果的影响
3.2.4 采空区模拟长度的确定
3.3 边界层加密对工作面采空区漏风流线解算结果的影响
3.4 瓦斯来源分析和回采工作面实际需要风量的确定
3.4.1 采空区瓦斯涌出源项分析
3.4.2 回采工作面实际需要风量的确定
4 Y 型通风回采工作面采空区漏风流场和瓦斯分布数值模拟
4.1 Y 型通风回采工作面采空区流场物理模型及边界条件
4.1.1 物理模型及网格划分
4.1.2 边界条件
4.1.3 离散格式选择
4.2 两进一回 Y 型通风方式下采空区流场模拟
4.2.1 机巷、风巷不同配风比例对漏风流场的影响
4.2.2 机巷、风巷不同配风比例对工作面向采空区漏风的影响
4.2.3 机巷、风巷不同配风比例对采空区向沿空留巷漏风的影响
4.2.4 机巷、风巷不同配风比例对采空区三带的影响
4.2.5 机巷、风巷不同配风比例对工作面采空区瓦斯分布的影响
4.3 一进两回 Y 型通风方式下采空区流场模拟
4.3.1 沿空留巷回风量不同比例对工作面采空区漏风流场的影响
4.3.2 沿空留巷回风量不同比例对工作面向采空区漏风的影响
4.3.3 沿空留巷回风量不同比例对采空区向沿空留巷漏风的影响
4.3.4 沿空留巷回风量不同比例对采空区三带的影响
4.3.5 沿空留巷回风量不同比例对工作面采空区瓦斯分布的影响
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
本文编号：3799955
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多孔介质渗透系数研究现状
1.2.2 采空区风流流动及瓦斯分布规律研究现状
1.2.3 沿空留巷技术研究现状
1.2.4 Y 行通风方式下采空区风流流动及瓦斯分布规律研究现状
1.3 本文研究的内容、方法和意义
1.3.1 本文研究的内容
1.3.2 本文研究的方法和步骤
1.3.3 本文的研究意义
2 回采工作面采空区漏风流场和瓦斯分布数值模拟理论基础
2.1 计算流体力学基础理论
2.1.1 控制方程的建立
2.1.2 湍流控制方法的确定
2.1.3 确定初始条件和边界条件
2.1.4 划分计算网格
2.1.5 建立离散方程
2.1.6 求解离散方程
2.1.7 模拟结果收敛性的判定
2.2 多孔介质理论
2.2.1 多孔介质的概念
2.2.2 多孔介质的性质
2.2.3 采空区多空介质模型的假设条件
2.2.4 采空区多空介质的特性
2.3 Fluent 软件的简介及应用
2.3.1 Fluent 基本功能和分析过程
2.3.2 Fluent 多孔介质数值模拟设置
3 回采工作面采空区流场数值模拟若干关键问题研究
3.1 采空区漏风和瓦斯分布的数学模型
3.2 Y 型通风回采工作面和采空区模型尺寸的确定
3.2.1 采场物理模型
3.2.2 边界条件的设定
3.2.3 风巷、机巷巷道长度对模拟结果的影响
3.2.4 采空区模拟长度的确定
3.3 边界层加密对工作面采空区漏风流线解算结果的影响
3.4 瓦斯来源分析和回采工作面实际需要风量的确定
3.4.1 采空区瓦斯涌出源项分析
3.4.2 回采工作面实际需要风量的确定
4 Y 型通风回采工作面采空区漏风流场和瓦斯分布数值模拟
4.1 Y 型通风回采工作面采空区流场物理模型及边界条件
4.1.1 物理模型及网格划分
4.1.2 边界条件
4.1.3 离散格式选择
4.2 两进一回 Y 型通风方式下采空区流场模拟
4.2.1 机巷、风巷不同配风比例对漏风流场的影响
4.2.2 机巷、风巷不同配风比例对工作面向采空区漏风的影响
4.2.3 机巷、风巷不同配风比例对采空区向沿空留巷漏风的影响
4.2.4 机巷、风巷不同配风比例对采空区三带的影响
4.2.5 机巷、风巷不同配风比例对工作面采空区瓦斯分布的影响
4.3 一进两回 Y 型通风方式下采空区流场模拟
4.3.1 沿空留巷回风量不同比例对工作面采空区漏风流场的影响
4.3.2 沿空留巷回风量不同比例对工作面向采空区漏风的影响
4.3.3 沿空留巷回风量不同比例对采空区向沿空留巷漏风的影响
4.3.4 沿空留巷回风量不同比例对采空区三带的影响
4.3.5 沿空留巷回风量不同比例对工作面采空区瓦斯分布的影响
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
本文编号：3799955
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