谈渗流石泉煤矿101综放工作面采空区瓦斯运移规律及其运用学术

论文导读：
摘要：针对襄垣地区石泉煤矿101综放工作面瓦斯超限不足，根据采空区岩石垮落的特性以及数值模拟结果，本论文提出了埋管分叉抽采采空区瓦斯治理案例，分叉主要是针对瓦斯上浮特性。通过井下实测数据浅析，可以得知采面的瓦斯容易积聚在上隅角，采空区瓦斯浓度由外向里逐渐增加。101工作面煤层瓦斯含量与埋深有较好的线性联系，采取分源预测法计算了采空区瓦斯涌出量，与实际结果较吻合；浅析了综放工作面岩体垮落特点以及瓦斯在采空区的运移状态，在此基础上利用Gambit建立了自由流场与渗流场耦合模型，模拟了瓦斯在采空区中的分布规律及抽放状态下运移的流体特性。根据数值模拟结果得出101工作面瓦斯上隅角超限是由于工作面压差以及漏风流造成的，在回风侧后方埋管可以解决上隅角瓦斯超限不足；设计了101综放工作面采空区瓦斯抽采策略，强调在工作面后方“边采边抽”。根据现场效果检验和数值模拟浅析，确定了合理的抽采参数。石泉煤矿101综放工作面采空区瓦斯治理的策略可以推广到类似条件矿井利用。关键词：瓦斯梯度论文渗流扩散论文多孔介质论文数值模拟论文
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摘要6-7
Abstract7-10
1 绪论10-17

1.1 探讨的背景10-11

1.2 论文的主要探讨内容及探讨的作用11-12

1.3 国内外探讨近况12-15

1.3.1 瓦斯渗流力学探讨近况12-13

1.3.2 采空区瓦斯运移论述探讨近况13-14

1.3.3 CFD 技术及其在采场流场数值模拟中的运用近况14-15

1.4 技术路线15-17

2 综放面采空区瓦斯运移规律17-30

2.1 采场瓦斯浓度分布规律17-21

2.

1.1 综放工作面概况17

2.

1.2 综放工作面瓦斯浓度分布17-19

2.

1.3 采空区瓦斯浓度分布规律19-21

2.2 采空区瓦斯涌出量21-25

2.1 煤层瓦斯含量梯度21

2.2 采空区瓦斯涌出量21-24

2.3 采空区瓦斯涌出特点24-25

2.3 综放面采空区瓦斯运移及岩体垮落特点25-29

2.3.1 多孔介质特性25-26

2.3.2 采空区瓦斯运移特点26-27

2.3.3 采空区岩体垮落特点27-29

2.4 本章小结29-30

3 采空区瓦斯运移的数学模型30-43

3.1 采空区气体渗流制约方程30-33

3.2 采空区气体扩散运动方程33-35

3.

2.1 采空区气体流动方程33-34

3.

2.2 采空区瓦斯动力弥散方程34-35

3.3 CFD 求解历程及离散化策略35-42

3.1 CFD 的求解历程35-36

3.2 有限体积法离散制约方程36-40

3.3 求解粘性不可压缩流体的数值解法：SIMPLE 算法40-42

3.4 本章小结42-43

4 耦合流场数值模拟43-54

4.1 工作面自由空间流场与采空区渗流场耦合数值模型43-47

4.

1.1 紊流模型数值模拟策略43-46

4.

1.2 耦合流场模型46-47

4.2 U 型通风方式耦合流场数值模拟47-51

4.3 埋管抽采方式耦合流场数值模拟51-53

4.4 本章小结53-54

5 采空区瓦斯治理案例的具体实施及效果检验54-63

5.1 采空区瓦斯抽采必要性54

5.2 采空区瓦斯治理案例54-58

5.3 瓦斯抽采效果考察58-62

5.

3.1 开采后工作面瓦斯涌出情况58-60

5.

3.2 采空区瓦斯抽采效果60-62

5.4 本章小结62-63
6 结论63-65

6.1 结论63-64

6.2 展望64-65

参考文献65-68
作者简历68-70
学位论文数据集70-71