炮采煤巷掘進(jìn)面煤與瓦斯流固耦合數(shù)值模擬研究.pdf

1、煤炭工業(yè)是我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè),是支撐我國國民經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的基礎(chǔ)條件。但是,煤炭開采行業(yè)也是我國工業(yè)災(zāi)害中最嚴(yán)重的行業(yè)之一,其中瓦斯事故對(duì)井下工作人員及設(shè)備的損害程度最大。研究煤層瓦斯在采動(dòng)影響下的流動(dòng)規(guī)律是煤礦安全生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵性問題?？紤]瓦斯氣體的可壓縮性、解吸性,假設(shè)瓦斯在煤多孔介質(zhì)中流動(dòng)遵循Darcy定律,建立了炮采煤層掘進(jìn)面煤與瓦斯流固耦合數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用Comsol多物理場耦合數(shù)值模擬軟件,模擬了煤層在爆破

2、振動(dòng)作用下掘進(jìn)面瓦斯流動(dòng)規(guī)律。仿真結(jié)果表明:炮掘由于爆破波擾動(dòng)作用,監(jiān)測點(diǎn)位移、應(yīng)力曲線有明顯的波動(dòng),而綜掘位移、應(yīng)力曲線較平緩,炮掘位移、應(yīng)力峰值大于綜掘位移、應(yīng)力最大值,炮掘?qū)γ后w的破壞能力大于綜掘。爆破掘進(jìn)對(duì)瓦斯涌出規(guī)律的影響有限,爆破瞬間爆破荷載對(duì)工作面的影響較大,隨著時(shí)間的增加,綜掘和炮掘工藝下煤層應(yīng)力場和瓦斯流動(dòng)場變化規(guī)律趨于一致。炮掘工藝下爆破應(yīng)力對(duì)煤體應(yīng)力、位移的作用大于考慮應(yīng)力耦合對(duì)其的作用,綜掘工藝應(yīng)該考慮應(yīng)力耦合的