綜放采空區(qū)3D空間非線性滲流及瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬研究.pdf

1、綜放采空區(qū)瓦斯是工作面瓦斯涌出的重要來源之一。掌握綜采工作面采空區(qū)瓦斯流動(dòng)規(guī)律并對(duì)采空區(qū)實(shí)施抽放措施是降低工作面瓦斯涌出量和上隅角超限的主要手段。研究采空區(qū)瓦斯流動(dòng)規(guī)律對(duì)煤礦安全生產(chǎn)十分必要。本文根據(jù)采空區(qū)內(nèi)冒落巖石呈非均勻分布,建立了碎脹系數(shù)按“O”型圈分布計(jì)算模型,給出采空區(qū)非均勻介質(zhì)的連續(xù)定義函數(shù)。在FLUENT多孔介質(zhì)模型簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上,應(yīng)用非線性滲流方程推導(dǎo)出非線性滲流狀態(tài)下粘性阻力損失系數(shù)和慣性阻力損失系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。探討了在

2、不同滲透率分布、不同滲透率大小、不同流態(tài)及是否考慮重力場(chǎng)等四種條件下的三維采空區(qū)漏風(fēng)滲流與瓦斯運(yùn)移規(guī)律及分布狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了更加貼近實(shí)際的3D采空區(qū)CFD模型。結(jié)合大興礦N2-706工作面的實(shí)際情況,應(yīng)用具體特定的模型進(jìn)行了數(shù)值模擬試驗(yàn),將模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)瓦斯氣體的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了數(shù)值模擬的正確性。通過對(duì)N2-706工作面數(shù)值模擬分析,得到抽采流量與回風(fēng)巷瓦斯體積濃度、抽采瓦斯體積濃度都呈現(xiàn)反比例關(guān)系,并在理論上驗(yàn)證了實(shí)際工作中應(yīng)