对于采空区Y型通风回采工作面采空区流场和瓦斯分布规律

论文导读：
摘要：目前，随着沿空留巷技术的进展成熟，人们开始应用Y型通风模式，来解决上隅角和回风巷瓦斯浓度超限的不足。由此探讨Y型通风模式下的采空区流场、漏风量（沿采空区边界风速分布）、漏风三带、瓦斯浓度分布规律，对治理上隅角、回风巷瓦斯超限及采空区遗煤自燃和瓦斯爆炸存在非常重要的论述和现实作用。为了避开模型对模拟结果的影响，本论文分析了机巷、风巷不同长度和边界层网格加密对模拟结果的影响，通过探讨确定了合适的物理模型和边界层网格划分办法。在此基础上使用计算流体力学的论述，推导采空区漏风及瓦斯分布的制约方程，使用Gambit软件建立Y型通风工作面采空区物理模型，并进行网格划分。应用Fluent软件对两进一回(机巷和风巷进风、沿空留巷回风)Y型通风模式不同配风和一进两回(机巷进风、风巷和沿空留巷回风)Y型通风模式沿空留巷回风量占总回风不同比值状况下采空区漏风流场、漏风量（沿采空区边界风速分布）、漏风三带和瓦斯浓度分布进行数值模拟探讨。模拟结果表明，Y型通风模式风流以机巷流入，在流经工作面通道时，一部分风流漏入采空区，最终汇聚到沿空留巷，经沿空留巷出口排出，漏风较多，采空区瓦斯浓度较低；采空区瓦斯浓度分布为：沿采空区长度方向，越靠近采空区深部瓦斯浓度越大；沿工作面方向靠近机巷侧瓦斯浓度低，靠近沿空留巷侧瓦斯浓度高；对两进一回Y型通风模式当总风量不变的状况下，随机巷进风占总进风的比例增大，采空区漏风量增大；采空区高浓度瓦斯值线后移；无论以机巷侧还是沿空留巷侧看，采空区自燃带和窒息带范围逐渐变小，散热带范围逐渐变大；对一进两回Y型通风模式，随着沿空留巷回风量占总回风量的比例的增大，工作面两端从及工作面和沿空留巷压差增大，采空区漏风量增大；采空区高浓度瓦斯值线后移；无论以机巷侧还是沿空留巷侧看，采空区自燃带和窒息带范围逐渐变小，散热带范围逐渐变大。关键词：Y型通风论文采空区论文多孔介质论文瓦斯论文漏风量论文数值模拟论文
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摘要5-6
Abstract6-11
1 绪论11-19

1.1 引言11-12

1.2 国内外探讨近况12-17

1.2.1 多孔介质渗透系数探讨近况12-13

1.2.2 采空区风流流动及瓦斯分布规律探讨近况13-15

1.2.3 沿空留巷技术探讨近况15-16

1.2.4 Y 行通风模式下采空区风流流动及瓦斯分布规律探讨近况16-17

1.3 本论文探讨的内容、办法和作用17-19

1.3.1 本论文探讨的内容17

1.3.2 本论文探讨的办法和步骤17-18

1.3.3 本论文的探讨作用18-19

2 回采工作面采空区漏风流场和瓦斯分布数值模拟论述基础19-35

2.1 计算流体力学基础论述19-28

2.

1.1 制约方程的建立19-21

2.

1.2 湍流制约办法的确定21-24

2.

1.3 确定初始条件和边界条件24

2.

1.4 划分计算网格24-25

2.

1.5 建立离散方程25-26

2.

1.6 求解离散方程26-27

2.

1.7 模拟结果收敛性的判定27-28

2.2 多孔介质论述28-31

2.1 多孔介质的概念28

2.2 多孔介质的性质28-30

2.3 采空区多空介质模型的假设条件30-31

2.4 采空区多空介质的特性31

2.3 Fluent 软件的介绍及运用31-35

2.3.1 Fluent 基本功能和分析历程31-32

2.3.2 Fluent 多孔介质数值模拟设置32-35

3 回采工作面采空区流场数值模拟若干关键不足探讨35-45

3.1 采空区漏风和瓦斯分布的数学模型35-36

3.2 Y 型通风回采工作面和采空区模型尺寸的确定36-39

3.

2.1 采场物理模型37

3.

2.2 边界条件的设定37

3.

2.3 风巷、机巷巷道长度对模拟结果的影响37-39

3.

2.4 采空区模拟长度的确定39

3.3 边界层加密对工作面采空区漏风流线解算结果的影响39-43

3.4 瓦斯来源分析和回采工作面实际需要风量的确定43-45

3.4.1 采空区瓦斯涌出源项分析43-44

3.4.2 回采工作面实际需要风量的确定44-45

4 Y 型通风回采工作面采论文导读：影响52-534.2.5机巷、风巷不同配风比例对工作面采空区瓦斯分布的影响53-544.3一进两回Y型通风模式下采空区流场模拟54-624.3.1沿空留巷回风量不同比例对工作面采空区漏风流场的影响55-574.3.2沿空留巷回风量不同比例对工作面向采空区漏风的影响57-584.3.3沿空留巷回风量不同比例对采空区向沿空留巷漏风的影响58-594.3
空区漏风流场和瓦斯分布数值模拟45-63

4.1 Y 型通风回采工作面采空区流场物理模型及边界条件45-46

4.

1.1 物理模型及网格划分45-46

4.

1.2 边界条件46

4.

1.3 离散格式选择46

4.2 两进一回 Y 型通风模式下采空区流场模拟46-54
4.

2.1 机巷、风巷不同配风比例对漏风流场的影响47-49

4.

2.2 机巷、风巷不同配风比例对工作面向采空区漏风的影响49-51

4.

2.3 机巷、风巷不同配风比例对采空区向沿空留巷漏风的影响51-52

4.

2.4 机巷、风巷不同配风比例对采空区三带的影响52-53

4.

2.5 机巷、风巷不同配风比例对工作面采空区瓦斯分布的影响53-54

4.3 一进两回 Y 型通风模式下采空区流场模拟54-62
4.

3.1 沿空留巷回风量不同比例对工作面采空区漏风流场的影响55-57

4.

3.2 沿空留巷回风量不同比例对工作面向采空区漏风的影响57-58

4.

3.3 沿空留巷回风量不同比例对采空区向沿空留巷漏风的影响58-59

4.

3.4 沿空留巷回风量不同比例对采空区三带的影响59-61

4.

3.5 沿空留巷回风量不同比例对工作面采空区瓦斯分布的影响61-62

4.4 本章小结62-63
5 结论与展望63-65

5.1 结论63

5.2 展望63-65

参考文献65-69
作者简历69-71
学位论文数据集71