近年來,隨著煤炭開采技術(shù)的發(fā)展,放頂煤綜采技術(shù)在我國得到廣泛的應(yīng)用,此項(xiàng)開采技術(shù)大大地提高了礦井的開采能力,使得采空區(qū)的冒落空間增大、遺煤和殘煤增多、漏風(fēng)更加嚴(yán)重,這些都在一定程度上增強(qiáng)了采空區(qū)浮煤自燃的危險(xiǎn)性。另外,由于復(fù)雜的采空區(qū)環(huán)境,通過現(xiàn)場實(shí)測的方法對(duì)采空區(qū)自燃“三帶”的范圍進(jìn)行劃分變得更加困難。而計(jì)算流體力學(xué)（FLUENT）的迅速發(fā)展,為此項(xiàng)研究開辟了新的途徑。本文基于非均質(zhì)滲流連續(xù)性方程、多組分氣體混溶擴(kuò)散方程和多孔介質(zhì)的理論,建立采空區(qū)內(nèi)風(fēng)流流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。通過建立沙曲礦14205工作面的數(shù)值模型,并采用CFD軟件對(duì)其進(jìn)行數(shù)值解算,分別對(duì)“U+L”型通風(fēng)系統(tǒng)下,聯(lián)絡(luò)巷在使用初期、中期和后期三種特殊情況進(jìn)行了模擬研究,并對(duì)各個(gè)時(shí)期的采空區(qū)內(nèi)風(fēng)流速度和氧氣濃度分布情況進(jìn)行模擬分析。最后從特殊到一般,總結(jié)出在聯(lián)絡(luò)巷使用的任意時(shí)期采空區(qū)自燃“三帶”的變化規(guī)律采空區(qū)內(nèi)風(fēng)流速度和氧氣濃度的分布是影響采空區(qū)自燃“三帶”范圍的兩個(gè)重要指標(biāo),通過對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行分析和歸納總結(jié),得知采空區(qū)內(nèi)風(fēng)流的速度,隨著聯(lián)絡(luò)巷不斷向采空區(qū)深部移動(dòng),受風(fēng)速影響的采空區(qū)氧化自燃帶的范圍逐漸增大,并且氧化自... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 煤自燃學(xué)說和自燃機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 采空區(qū)自燃“三帶”劃分理論研究現(xiàn)狀
        1.2.3 采空區(qū)自燃“三帶”數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.4 采空區(qū)自燃“三帶”相似模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究的主要內(nèi)容
    1.4 論文研究的技術(shù)路線
第二章 采空區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)及自燃“三帶”劃分理論與分析
    2.1 采空區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)
        2.1.1 采空區(qū)上覆巖“三帶”介紹
        2.1.2 采空區(qū)煤巖體碎脹性
        2.1.3 采空區(qū)滲透性分析
    2.2 采空區(qū)自燃“三帶”劃分理論與分析
        2.2.1 采空區(qū)浮煤自燃極限參數(shù)
        2.2.2 采空區(qū)自燃“三帶”劃分條件
        2.2.3 采空區(qū)自燃“三帶”劃分指標(biāo)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 采空區(qū)物理及數(shù)學(xué)控制模型的建立
    3.1 采空區(qū)物理模型的建立
    3.2 采空區(qū)控制微分方程及其物理意義
        3.2.1 控制微分方程的理論意義
        3.2.2 采空區(qū)內(nèi)部控制微分方程的建立
    3.3 采空區(qū)風(fēng)流流動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立
        3.3.1 滲流方程
        3.3.2 采空區(qū)氣體流動(dòng)方程
        3.3.3 采空區(qū)內(nèi)氣體運(yùn)移控制微分方程的定解條件
    3.4 本章小結(jié)
第四章 采空區(qū)自燃“三帶”劃分的數(shù)值模擬研究
    4.1 礦井及模擬工作面概況
        4.1.1 礦井概況
        4.1.2 沙曲礦14205綜采面概況
        4.1.3 “U+L”型一進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng)簡介
    4.2 FLUENT軟件簡介
        4.2.1 FLUENT軟件的基本結(jié)構(gòu)
        4.2.2 FLUENT的使用流程
        4.2.3 采空區(qū)的CFD模擬理論基礎(chǔ)
    4.3 采空區(qū)自燃“三帶”分布規(guī)律的CFD模型建立
        4.3.1 幾何模型的建立
        4.3.2 模擬參數(shù)的設(shè)定
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果及分析
        4.4.1 14205綜采面氧化自燃帶漏風(fēng)風(fēng)速分布
        4.4.2 14205綜采面氧化自燃帶氧氣濃度分布
        4.4.3 14205綜采面采空區(qū)自燃“三帶”危險(xiǎn)區(qū)域劃分
    4.5 本章小結(jié)
第五章 采空區(qū)自燃“三帶”變化規(guī)律研究
    5.1 漏風(fēng)風(fēng)速的變化對(duì)氧化自燃帶分布的影響分析
    5.2 氧氣濃度的變化對(duì)氧化自燃帶分布的影響分析
    5.3 聯(lián)絡(luò)巷使用中任意位置采空區(qū)自燃“三帶”范圍確定
    5.4 防止采空區(qū)遺煤自燃的措施
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]采空區(qū)瓦斯運(yùn)移與蓄熱區(qū)域判定研究[D]. 梅振華.西安科技大學(xué) 2010
[2]興阜礦3318工作面采空區(qū)自燃三帶數(shù)值模擬[D]. 劉小杰.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2009
[3]采空區(qū)發(fā)火位置數(shù)值模擬及相似材料模擬研究[D]. 王真.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2009
[4]極易自燃煤層綜放面采空區(qū)自然發(fā)火預(yù)測技術(shù)研究[D]. 高志才.西安科技大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3001218