基于三维“O”型圈的采空区多场分布特征数值模拟

发布时间：2018-02-03 17:12

本文关键词： 安全工程矿山安全数值模拟多场分布特征 “双三”模型三维可视化瓦斯分布　出处：《安全与环境学报》2017年03期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为进一步研究综放采空区的多场分布特征,以大兴矿N2-706工作面为例,构建"双三"模型,即优化三维"O"型圈采空区冒落非均质多孔介质数学模型及"U"型通风方式下的三维综放采空区物理模型,重点考虑了采空区垂直方向上的孔隙率变化,并实现了孔隙率的三维可视化。运用Fluent软件加载自定义UDF对采空区气体压力分布、漏风场及氧气、瓦斯分布情况进行了数值模拟,得出与实际情况相吻合的采空区气体压力分布、合理漏风量范围内的风流场分布,其中重点分析瓦斯体积分数分布规律。结果表明:考虑三维孔隙率的数值模拟结果收敛性更好,采空区瓦斯的积聚现象不仅出现在采空区顶部,在距底板20~25 m高度的位置就大量上浮,且呈现高体积分数瓦斯积聚分布的特征规律。
[Abstract]:For the further study of top coal caving goaf with multi field distribution characteristics in N2-706 face of Daxing Coal Mine as an example, the construction of "double three" model, namely the optimization of three-dimensional "O" ring goaf caving in 3D heterogeneous porous media model and the "U" type ventilation in the gob the physical model, we focus on the change of porosity of goaf in the vertical direction, and realize the 3D visualization of porosity. Using Fluent software to load custom UDF on goaf gas pressure distribution of air and oxygen, the numerical simulation of gas distribution in goaf gas pressure distribution and the actual situation is consistent the reasonable amount of air leakage within the flow field distribution, which focuses on the analysis of the gas volume fraction distribution. The results show that the numerical simulation results of 3D porosity better convergence, gob gas accumulation phenomenon not only appears in the goaf roof In part, from the bottom of 20~25 m height on large floating, and presents the characteristics of the high volume fraction of gas accumulation and distribution.

【作者单位】：辽宁工程技术大学安全科学与工程学院;五冶集团上海有限公司;矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金项目(51174109,51074086)
【分类号】：TD752.2
【正文快照】： 0引言采空区自然发火是影响煤矿安全生产的重大灾害之一[1],每年因采空区遗煤自燃而影响生产的情况时有发生[2]。鉴于采空区的特殊性,数值模拟方法已经成为研究采空区自然发火的常用手段[3],并借助仿真软件广泛开展了三维采空区多场耦合分布特征仿真计算[4-7]。但现有计算成果

【参考文献】