本文關(guān)鍵詞：回采工作面瓦斯積聚與運移動力學(xué)過程研究

  更多相關(guān)文章： 回采工作面 煤巷瓦斯升浮運動 雷諾數(shù) 瓦斯涌出速度 工作面傾角

【摘要】：我國煤炭生產(chǎn)是能源的基礎(chǔ),而我國煤礦事故時有發(fā)生,其中瓦斯引發(fā)事故占煤礦發(fā)生事故的一半,且事故發(fā)生后果嚴(yán)重,給煤炭安全生產(chǎn)帶來了很大的隱患。工作面由于瓦斯涌出源較多,是瓦斯事故發(fā)生的集中區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)瓦斯事故與回采工作面內(nèi)瓦斯積聚與運移規(guī)律有密切關(guān)系,因此,研究瓦斯積聚與運移規(guī)律能很好的指導(dǎo)煤礦現(xiàn)場實際,對回采工作面內(nèi)瓦斯易于積聚區(qū)域進行監(jiān)測與監(jiān)控,對控制回采工作面內(nèi)瓦斯?jié)舛忍峁├碚撘罁?jù)。本文以回采工作面瓦斯運移過程為研究對象,以國內(nèi)外學(xué)者的相關(guān)研究成果為基礎(chǔ),采用理論分析、現(xiàn)場數(shù)據(jù)實測和FLUENT數(shù)值模擬三者相結(jié)合的科學(xué)方法與技術(shù)手段,對回采工作面瓦斯積聚與運移動力學(xué)過程進行了研究,得出了以下結(jié)論:1、通過建立瓦斯單元體在煤巷瓦斯升浮運動的數(shù)學(xué)模型,分析在風(fēng)流作用下中心位置與頂板附近瓦斯單元體升浮的特性,獲取各瓦斯單元體的運動過程:中心位置瓦斯單元體先做加速向上向前運動,隨著阻力的增加,做減速運動,其中瓦斯單元體上升的高度與風(fēng)流的初始速度有很大的關(guān)系;頂板附近單元體在水平與豎直方向上都保持力平衡,因此保持靜止不動。2、根據(jù)單元測定法劃分現(xiàn)場區(qū)域,現(xiàn)場測定某礦采空區(qū)、工作面中間、煤壁上的瓦斯?jié)舛?分析現(xiàn)場實測數(shù)據(jù),得出某礦回采工作面瓦斯涌出規(guī)律:沿工作面傾斜方向,回采工作面內(nèi)瓦斯?jié)舛确植紡倪M風(fēng)側(cè)到回風(fēng)側(cè)瓦斯?jié)舛戎饾u增大;垂直煤壁方向:①在回采工作面上部,瓦斯?jié)舛茸兓癁橛纱蟮叫�、再增�?呈“馬鞍”形;②在回采工作面中部,瓦斯?jié)舛茸兓�為先快速下降后緩慢上升,且瓦斯?jié)舛葲]有煤壁瓦斯?jié)舛雀?③在回采工作面下半部,瓦斯?jié)舛纫恢毕陆怠?、以某礦工作面為基礎(chǔ),利用Gambit軟件建立回采工作面三維物理模型,設(shè)立瓦斯運移適當(dāng)?shù)臈l件,確定邊界條件,數(shù)值模擬回采工作面風(fēng)流在雷諾數(shù)不同時、瓦斯涌出速度不同和工作面傾角不同三個不同條件下,得出模擬結(jié)果,得出:①隨著Re的增大:回采工作面內(nèi)平均風(fēng)速隨之增大,瓦斯?jié)舛认鄳?yīng)減小;對上隅角瓦斯的影響越大,上隅角瓦斯積聚層兩直角邊的長度越小。②瓦斯涌出量增大時,瓦斯?jié)舛鹊戎稻�的形狀相似,同一平面上瓦斯?jié)舛仍谙鄬?yīng)的位置相應(yīng)的增大。③傾角增大時,底部瓦斯?jié)舛仍降?高處瓦斯?jié)舛仍礁摺?br/> 【關(guān)鍵詞】：回采工作面 煤巷瓦斯升浮運動 雷諾數(shù) 瓦斯涌出速度 工作面傾角
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 課題研究背景與意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3 本文研究內(nèi)容20-21
• 1.4 本文研究方法與技術(shù)路線21-24
• 1.4.1 研究方法21-22
• 1.4.2 研究技術(shù)路線22-24
• 第二章 瓦斯升浮與積聚特性理論分析24-46
• 2.1 引言24
• 2.2 巷道瓦斯升浮特性24-34
• 2.2.1 瓦斯升浮現(xiàn)象24-25
• 2.2.2 瓦斯升浮的力學(xué)分析25-31
• 2.2.3 回采工作面內(nèi)瓦斯力學(xué)分析31-34
• 2.3 瓦斯積聚特性34-38
• 2.3.1 回采工作面瓦斯積聚特性34-37
• 2.3.2 上隅角瓦斯積聚特性37-38
• 2.4 瓦斯運移特性38-45
• 2.4.1 瓦斯的擴散運移38-41
• 2.4.2 瓦斯的對流運移41-42
• 2.4.3 瓦斯的湍流運移42-44
• 2.4.4 瓦斯的驅(qū)替運移44-45
• 2.5 本章小結(jié)45-46
• 第三章 回采工作面瓦斯涌出現(xiàn)場測定及其分析46-52
• 3.1 引言46
• 3.2 單元測定回采工作面瓦斯涌出的原理及步驟46-47
• 3.2.1 單元法測定回采工作面瓦斯涌出的原理46
• 3.2.2 單元法測定回采工作面瓦斯涌出的步驟46-47
• 3.3 現(xiàn)場實測及數(shù)據(jù)分析47-49
• 3.4 回采工作面瓦斯涌出規(guī)律分析49-51
• 3.4.1 回采工作面沿走向方向上瓦斯?jié)舛确植家?guī)律49-50
• 3.4.2 回采工作面沿垂直煤壁方向上瓦斯?jié)舛确植家?guī)律50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第四章 回采工作面瓦斯運移數(shù)值模擬模型的建立52-64
• 4.1 引言52
• 4.2 數(shù)值模擬方法及軟件52-57
• 4.2.1 CFD數(shù) 值模擬方法簡介52-53
• 4.2.2 Fluent簡 介53-57
• 4.3 回采工作面計算模型的建立57-59
• 4.3.1 回采工作面的物理模型57-58
• 4.3.2 回采工作面網(wǎng)格劃分58-59
• 4.4 回采工作面內(nèi)氣體流動數(shù)學(xué)模型59-61
• 4.4.1 前提假設(shè)條件59-60
• 4.4.2 控制方程60-61
• 4.5 回采工作面模擬條件的確定61-62
• 4.5.1 離散格式的確定61
• 4.5.2 邊界條件的確定61-62
• 4.5.3 初始條件的確定62
• 4.6 本章小結(jié)62-64
• 第五章 回采工作面瓦斯?jié)舛确植寄M結(jié)果分析64-90
• 5.1 引言64
• 5.2 雷諾數(shù)不同時對回采工作面中瓦斯分布的影響64-75
• 5.2.1 模擬條件65
• 5.2.2 雷諾數(shù)不同的數(shù)值模擬65-75
• 5.3 瓦斯涌出量不同時對回采工作面中瓦斯分布的影響75-81
• 5.3.1 模擬條件75
• 5.3.2 瓦斯涌出量不同的數(shù)值模擬75-81
• 5.4 回采工作面傾角不同時對瓦斯分布的影響81-87
• 5.4.1 模擬條件81-82
• 5.4.2 回采工作面傾角不同的數(shù)值模擬82-87
• 5.5 本章小結(jié)87-90
• 第六章 結(jié)論與展望90-94
• 6.1 研究結(jié)論與創(chuàng)新點90-92
• 6.1.1 研究 結(jié)論90-91
• 6.1.2 本文 創(chuàng)新 點91-92
• 6.2 展望92-94
• 參考文獻94-98
• 致謝98-100
• 附錄:攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況及參與項目100

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 梁棟,周西華;回采工作面瓦斯運移規(guī)律的數(shù)值模擬[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1999年04期

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本文編號：958766