采空区风流移动规律数值模拟及研究

将采空区视为多孔介质,采用流场理论建立采空区风流移动规律数学模型,模拟当进风风速不同时,采空区自然发火火源点位置分布规律。

锚支巷道沿空延迟冒落采空区风流规律研究

锚杆锚索支护的回采巷道采后不及时冒落,形成特殊的沿空漏风边界的采空区流场.运用有限元数值模拟方法,结合铁法小青矿S2-705工作面现场实际,从理论上描绘了采空区漏风流动规律的改变特征,给出风流强度分布图解.研究认为,不冒落形成的沿空漏风边界是工作面向采空区的漏入、漏回的主流边界,漏风强度最高;贴近工作面边界的冒落非压实带存在平行渗流.这种流势导致了在下游回风侧的沿空巷道内形成瓦斯集聚,并提出了预先拆锚杆卸顶或局部通风机抽排放两种解决途径.图5,参5.

回采采空区上隅角瓦斯治理的数值模拟与参数确定

用迎风有限元数值模拟方法结合图形显示技术 ,从理论上直观展示了回采工作面采空区上隅角瓦斯聚积和各种治理方法的流体力学原理。

高瓦斯矿井采空区瓦斯排放的数值模拟应用

以寺河矿采空区瓦斯抽放设计为例,建立了非均质采空区渗流-扩散的有限元数值模型,直观地描绘了采空区瓦斯涌出过程、瓦斯分布规律及其在采空区回风隅角瓦斯积聚的流体力学原理。模拟结果表明,在工作面后方利用回风联络巷依次进行漏风导流和瓦斯抽放,可大幅度降低采空区回风隅角瓦斯浓度;同时漏风导流可以充分抑制采空区瓦斯涌入工作面,并能够降低抽放巷道的配风量。针对高瓦斯矿井采空区瓦斯排放问题,提出了"边采边抽边排"的综合治理采空区瓦斯的设计方案,给出了瓦斯抽放最佳位置范围、抽放流量和导流风量最低临界限。

非均质采空区气-固耦合温度场迎风有限元求解

重点讨论了用迎风有限元方法结合图形显示技术计算回采采空区温度场温度分布问题 .先建立采空区煤耗氧和自燃升温的定解数学模型 ,联立求解了漏风渗流方程、氧浓度消耗———弥散方程和传热方程 .详细描述了在漏风流作用下采空区遗煤氧化自燃过程 ,给出了采空区温度分布的稳定的动态数值解 .通过计算对比 ,该方法有效地控制了数值解的振荡 ,避免了人工干预对计算结果影响 。

回采采空区自燃的早期过程及数值模拟分析

用对流问题的迎风有限元方法结合图形显示技术,求解了采空区漏风渗流移动方程和氧浓度消耗与扩散方程(数值模型),描述了采宽区自燃早期的漏风流态和氧浓度分布特征,用高氧浓度区与蓄热区的叠加确定采空区自燃氧化带。该模型能分析在不同漏风条件下自燃氧化带的形状变化及自然发火危险位置;工作面进度和工作面风量与自燃氧化带范围具有连续的依赖关系,为研究采空区自然发火早期成长过程,合理控制工作面进度等提供一种辅助分析手段,有利于从根本上预防采空区自然发火。

综放采空区防灭火注氮数值模拟与参数确定

用有限元数值方法 ,求解了综放开采采空区注氮情况下的漏风渗流方程和氧浓度渗流耗散方程 ;结合计算机图形技术 ,直观展示了注氮前后采空区流场、流态和氧浓度分布动态变化 ;模拟了在不同注氮量下注氮控制区边界的变化过程 ,得到控制区边界位置与注氮流量呈负指数关系 ;重点探讨了用数值模拟方法确定合理注氮参数 (注氮流量、注氮位置和注氮时间 )的新方法。

综放工作面采空区自然发火的数值模拟研究

采用有限元数值模拟方法求解了综采放顶煤工作面采空区风流运动规律的三维非定常气体渗流方程， 用该数值计算模型（ 软件程序） 能够较为有效地反映出采空区内的风流压力和速度分布情况， 结合实例， 给出了采空区内自然发火影响带与漏风风量的关系．

“U+L”型通风条件下采场瓦斯分布规律研究

为了研究“U+L”型通风条件下采场瓦斯分布规律,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,理论分析了工作面瓦斯赋存规律和多孔介质瓦斯运移模型基本方程,然后,采用Fluent数值模拟软件,模拟了“U+L”型通风方式下采空区瓦斯浓度分布、工作面瓦斯分布规律以及采空区风流场分布规律。研究得出,该通风方式下,能够稀释和疏散采空区瓦斯,同时也增大了回风巷排瓦斯的负担,应增加其他相关瓦斯抽采措施,确保矿井的安全开采。