綜放采空區(qū)3D空間非線性滲流及瓦斯運移規(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)瓦斯流動規(guī)律并對采空區(qū)實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)瓦斯流動規(guī)律對煤礦安全生產(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)模型簡化的基礎上,應用非線性滲流方程推導出非線性滲流狀態(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)及是否考慮重力場等四種條件下的三維采空區(qū)漏風滲流與瓦斯運移規(guī)律及分布狀態(tài),實現(xiàn)了更加貼近實際的3D采空區(qū)CFD模型。結(jié)合大興礦N2-706工作面的實際情況,應用具體特定的模型進行了數(shù)值模擬試驗,將模擬結(jié)果與現(xiàn)場瓦斯氣體的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比分析,驗證了數(shù)值模擬的正確性。通過對N2-706工作面數(shù)值模擬分析,得到抽采流量與回風巷瓦斯體積濃度、抽采瓦斯體積濃度都呈現(xiàn)反比例關(guān)系,并在理論上驗證了實際工作中應