本文關(guān)鍵詞：采空區(qū)多孔介質(zhì)阻力系數(shù)的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《太原理工大學(xué)》 2013年

采空區(qū)多孔介質(zhì)阻力系數(shù)的數(shù)值模擬研究

任偉  

【摘要】：由于煤礦采空區(qū)內(nèi)部條件的復(fù)雜性和多變性,直接預(yù)埋傳感器測(cè)定采空區(qū)內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)非常困難,而且其成功率和準(zhǔn)確性都比較低。目前對(duì)采空區(qū)的研究主要是通過(guò)示蹤技術(shù)、相似模擬和數(shù)值模擬方法的來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨著現(xiàn)代流場(chǎng)理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值模擬技術(shù)越來(lái)越多被應(yīng)用到礦井采空區(qū)的研究中。使用FLUENT數(shù)值模擬采空區(qū)的基本思路是把工作面后部的采空區(qū)看做由遺煤和頂板冒落煤巖體構(gòu)成的不同孔隙率的多孔介質(zhì)區(qū)域,混合氣體在其中的運(yùn)動(dòng)符合質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒和組分質(zhì)量守恒定律,這些控制方程和其他一些附加的標(biāo)量方程(如湍流輸運(yùn)方程)構(gòu)成封閉的方程組,使用有限體積法在計(jì)算域內(nèi)離散控制方程組從而求得整個(gè)流場(chǎng)的狀態(tài)參數(shù)。 利用FLUENT進(jìn)行采空區(qū)多孔介質(zhì)模擬計(jì)算時(shí),最核心的問(wèn)題就是確定反應(yīng)實(shí)際物理模型的多孔介質(zhì)阻力系數(shù)。本文基于FLUENT多孔介質(zhì)模型結(jié)合達(dá)西線性滲流定律,分別從X、Y、Z三個(gè)方向總結(jié)分析采空區(qū)上覆巖層沉降垮落的基本規(guī)律,建立能反映采空區(qū)阻力系數(shù)三維連續(xù)分布一般規(guī)律的數(shù)學(xué)模型,并采用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)該數(shù)學(xué)模型中各參數(shù)進(jìn)行討論分析,研究它們對(duì)工作面自由流動(dòng)區(qū)域及采空區(qū)多孔介質(zhì)區(qū)域流場(chǎng)狀態(tài)參數(shù)分布的影響,以期能得到對(duì)采空區(qū)破碎煤巖體堆積狀態(tài)更為準(zhǔn)確的描述。根據(jù)礦井通風(fēng)阻力定律,可以從風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)阻三個(gè)參數(shù)其中任意兩個(gè)確定另外一個(gè),由此以壓力值作為數(shù)值模擬邊界條件,對(duì)比迭代計(jì)算之后的風(fēng)量,可以作為判斷采空區(qū)多孔介質(zhì)阻力系數(shù)設(shè)定的依據(jù)。 以陽(yáng)煤集團(tuán)寺家莊煤礦15104綜采工作面為例,在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上應(yīng)用采空區(qū)阻力系數(shù)模型分析工作面和采空區(qū)耦合流場(chǎng)狀態(tài)及采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律,針對(duì)抽放形式的不同驗(yàn)證瓦斯綜合治理措施的有效性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TD712
【目錄】：

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10 任鴻儒;[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 車(chē)強(qiáng);采空區(qū)氣體三維多場(chǎng)耦合規(guī)律研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2010年

2 王月紅;移動(dòng)坐標(biāo)下采空區(qū)自然發(fā)火的有限體積法模擬研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

3 邵昊;高瓦斯易自燃采空區(qū)雙層遺煤均壓通風(fēng)系統(tǒng)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2011年

4 宋萬(wàn)新;含瓦斯風(fēng)流對(duì)煤自燃氧化特性影響的理論及應(yīng)用研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2012年

5 劉宏波;綜放工作面采空區(qū)自然發(fā)火三維數(shù)值模擬研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

6 李慶軍;近距離煤層群開(kāi)采煤層自燃預(yù)測(cè)研究[D];西安科技大學(xué);2010年

7 榮伏梅;基于格子Boltzmann方法的多孔介質(zhì)REV尺度的流動(dòng)與強(qiáng)化傳熱研究[D];華中科技大學(xué);2011年

8 紀(jì)朝鳳;疏水締合水溶性聚合物在多孔介質(zhì)中締合機(jī)理研究[D];西南石油學(xué)院;2004年

9 秦汝祥;高瓦斯高產(chǎn)工作面立體“W”型空氣動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)研究[D];安徽理工大學(xué);2008年

10 王紅剛;采空區(qū)漏風(fēng)流場(chǎng)與瓦斯運(yùn)移的疊加方法研究[D];西安科技大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 任偉;采空區(qū)多孔介質(zhì)阻力系數(shù)的數(shù)值模擬研究[D];太原理工大學(xué);2013年

2 唐明云;基于溫度場(chǎng)法的采空區(qū)火源定位技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2005年

3 梅振華;采空區(qū)瓦斯運(yùn)移與蓄熱區(qū)域判定研究[D];西安科技大學(xué);2010年

4 王海生;采空區(qū)風(fēng)流分布數(shù)值模擬研究[D];河南理工大學(xué);2010年

5 朱星輝;平邑石膏礦房柱式開(kāi)采大面積采空區(qū)處理方法研究[D];山東科技大學(xué);2004年

6 宗志剛;地震勘探方法在探測(cè)煤礦采空區(qū)中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2006年

7 戚良鋒;Y型通風(fēng)方式下采空區(qū)瓦斯流場(chǎng)數(shù)值模擬研究[D];安徽理工大學(xué);2009年

8 王政偉;采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù)在黃白茨礦的研究與應(yīng)用[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2011年

9 李海濤;采空區(qū)瓦斯抽放參數(shù)的優(yōu)化[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2005年

10 蔡正委;綜采工作面Y型通風(fēng)采空區(qū)煤炭自燃危險(xiǎn)性研究[D];安徽理工大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：采空區(qū)多孔介質(zhì)阻力系數(shù)的數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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