本文關鍵詞：采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律實驗與數(shù)值模擬研究

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【摘要】：礦井瓦斯是威脅煤礦安全生產的主要因素之一，瓦斯事故造成的人員與經(jīng)濟損失最為嚴重，瓦斯災害防治一直是煤礦安全工作的重點。為防治瓦斯事故的發(fā)生，探究采空區(qū)內瓦斯?jié)舛确植记闆r和運移規(guī)律是十分必要的。本文以物理相似模擬實驗理論和方法為基礎，在原有的三維氣體運移實驗臺骨架上，根據(jù)采空區(qū)垮落特征搭建了以實驗臺箱體為主體框架，包括蠕動泵可控流量通風系統(tǒng)、瓦斯氣體注入系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)及氣體濃度測試系統(tǒng)等在內的采空區(qū)瓦斯運移實驗臺。通過對某煤礦采空區(qū)進行相似模擬實驗，得到了變化通風量以及高溫和封閉情況等不同實驗條件下采空區(qū)內瓦斯?jié)舛确植记闆r，并對其進行了詳細分析，從而得到了采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律。 采用FLUENT模擬軟件以采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律實驗臺為原型進行數(shù)值模擬，模擬結果得到的采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律與實驗結果有著相同的趨勢。通過相似實驗和數(shù)值模擬可知，當采空區(qū)通風量一定時，沿走向上隨著采空區(qū)的深入瓦斯?jié)舛炔粩嘣龃�，沿傾向上從進風側到回風側瓦斯?jié)舛戎饾u增大，在高度上受瓦斯升浮作用采空區(qū)上部瓦斯?jié)舛雀哂诓煽諈^(qū)底部瓦斯?jié)舛取８淖兺L量會影響采空區(qū)內瓦斯?jié)舛确植�，適當?shù)脑龃笸L量可有效降低淺部采空區(qū)的瓦斯?jié)舛�，且將漏風流向采空區(qū)深部延伸，使高濃度瓦斯整體向采空區(qū)深部推移，并且增大通風量會增大進回風兩側的濃度差，也使采空區(qū)上部的瓦斯?jié)舛确植际艿接绊�。當采空區(qū)出現(xiàn)高溫源后，由于溫度升高，，采空區(qū)底部瓦斯受熱加劇升浮作用，使得瓦斯向采空區(qū)上部積聚，采空區(qū)內瓦斯?jié)舛确植几硬痪鶆颉．攲Σ煽諈^(qū)進行封閉措施后，淺部采空區(qū)瓦斯?jié)舛壬仙^快，在各個方向上的濃度梯度逐漸消失，整個采空區(qū)瓦斯?jié)舛炔粩嗌仙⒆罱K趨于平衡。
【關鍵詞】：采空區(qū) 瓦斯運移 相似模擬 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-5
• 目錄5-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 選題背景及研究意義7
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀7-10
• 1.2.1 瓦斯運移理論的國內外研究現(xiàn)狀7-8
• 1.2.2 采空區(qū)相似模擬實驗研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.3 采空區(qū)數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 本文的研究目標、主要內容和技術路線10-12
• 1.3.1 本文研究目標10
• 1.3.2 主要研究內容10-11
• 1.3.3 技術路線11-12
• 2 采空區(qū)瓦斯運移理論及相似理論12-22
• 2.1 采空區(qū)瓦斯運移理論12-15
• 2.1.1 多孔介質的特性12-13
• 2.1.2 采空區(qū)瓦斯升浮理論13-14
• 2.1.3 采空區(qū)瓦斯擴散理論14
• 2.1.4 采空區(qū)瓦斯聚集理論14
• 2.1.5 采空區(qū)瓦斯的數(shù)學模型14-15
• 2.2 采空區(qū)巖體垮落特征15-18
• 2.2.1 “豎三帶”簡述16-18
• 2.2.2 “橫三區(qū)”簡述18
• 2.3 相似模擬理論18-21
• 2.4 本章小結21-22
• 3 采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律實驗研究22-41
• 3.1 實驗臺功能介紹22
• 3.2 實驗臺的構造22-26
• 3.3 實驗臺相似性分析26-28
• 3.4 實驗臺的搭建28-33
• 3.4.1 材料的選擇和準備28-29
• 3.4.2 實驗臺搭建過程29-33
• 3.5 實驗過程33-34
• 3.6 采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律實驗結果與分析34-40
• 3.6.1 采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律實驗結果34-36
• 3.6.2 通風量對采空區(qū)瓦斯運移的影響36-38
• 3.6.3 高溫對采空區(qū)瓦斯運移的影響38-39
• 3.6.4 封閉對采空區(qū)瓦斯運移的影響39-40
• 3.7 本章小結40-41
• 4 采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律數(shù)值模擬41-57
• 4.1 FLUENT 軟件介紹41
• 4.2 數(shù)值建模的初始條件41-43
• 4.2.1 模型的建立41-42
• 4.2.2 參數(shù)及邊界條件的設定42-43
• 4.3 采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律數(shù)值模擬結果43-56
• 4.3.1 采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律模擬結果43-46
• 4.3.2 通風量對采空區(qū)瓦斯運移影響的模擬結果46-49
• 4.3.3 高溫對采空區(qū)瓦斯運移影響的模擬結果49-53
• 4.3.4 封閉對采空區(qū)瓦斯運移影響的模擬結果53-56
• 4.4 本章小結56-57
• 5 結論與展望57-58
• 5.1 主要結論57
• 5.2 展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-64
• 附錄64

【參考文獻】

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：540398