高抽巷抽采瓦斯流动耦合模型及内错距离分析

为解决回风巷和上隅角瓦斯超限的问题,对高抽巷与回风巷的内错距离进行了研究。根据采场气体的流动特征,基于Navier-Stokes、Brinkman、平移-扩散方程和Fick扩散定理建立了采场瓦斯流动耦合模型,采用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics模拟无高抽巷时和高抽巷与回风巷内错距离不同时,采场瓦斯浓度及流场分布特征,并结合具体的工程实例进行了验证。结果表明:不同内错距离的高抽巷对采场瓦斯治理效果有明显的影响;采空区及工作面上部瓦斯浓度大于下部,上隅角附近平均瓦斯浓度与内错距离呈"V"型关系,当内错距离约30 m时,上隅角和采空区上部瓦斯浓度最小,瓦斯治理效果最好。数值模拟结果与现场工程应用结果基本一致,证明了模型的合理性。

采煤工作面高抽巷与回风巷合理内错距离确定研究

实践中发现,采煤工作面高抽巷与回风巷内错距离对采场瓦斯治理效果有明显的影响,为提高高抽巷瓦斯抽采效果,对确定两者合理内错距离进行了研究。首先,基于Brinkman、N-S、平移-扩散方程和Fick扩散定理结合采场气体的流动特征,建立了采煤工作面瓦斯流动耦合模型。然后,以某矿11210工作面为例,采用COMSOL Multiphysics多物理场耦合分析软件模拟不同内错距离情况下采场瓦斯浓度及流场分布特征,并结合生产实践进行了验证。结果表明:上隅角和采空区上部平均瓦斯浓度与内错距离呈"V"型关系,当内错距离约30 m时,平均瓦斯浓度最小,瓦斯治理效果最好。数值模拟分析结果与生产实践应用结果基本一致,说明确定的内错距离较合理。