“一进两回”工作面通风系统瓦斯运移规律研究

论文摘要

经理论分析、计算模拟参数,通过计算机模拟和相似材料实验分别研究基础的U型通风、“一进两回”Y型、“一进两回”U+L型、“一进两回”U+G型即U型加上采空区裂隙带高位瓦斯回风巷（常说的高位瓦斯抽放巷道）采空区的瓦斯浓度分布、瓦斯运移规律。通过理论分析并联系实际,以沙曲矿14205综采面采空区数据,描述了采空区形态,计算对比确定了采空区“竖三带”的高度和“横三区”的长度;分析采空区瓦斯涌出的影响因素,并对各部分的瓦斯涌出进行了预测;由采空区多孔非均匀各向异性介质,研究了瓦斯的运移的机理,并研究计算瓦斯在此介质中运移时决定的因素:瓦斯各部分的涌出源、孔隙率、粘性阻力系数,确定了瓦斯和风流流动的微分方程。建立综采面瓦斯运移的几何模拟图和模拟参数表,使模拟更接近实际引入工作面瓦斯涌出数据,对U型通风、“一进两回”Y型、“一进两回”U+L型、“一进两回”U+G型即U型加上采空区裂隙带高位瓦斯回风巷道时采空区瓦斯运移用FLUENT进行数值模拟,得到不同的能较真实反应实际流动状态的瓦斯浓度、瓦斯运移图,并通过图中各方向瓦斯浓度数据的导出及整理作表,更进一步说明分析说明“一进两回”工作面通风系统采空区瓦斯浓度分布及运移规律。对数值模拟的各通风系统做相似材料实验,用各色烟雾弹放出的气体作为示踪气体实验并拍下气体流动过程图,并与计算机模拟效果图相比,结合实践,结论基本一致。本文所做的以上工作,使对常见的“一进两回”巷道布置的通风系统下采空区瓦斯流动有了更具体的认识,在实际生产中有一定的应用参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 瓦斯运移理论机理的研究
• 1.2.2 采空区高位瓦斯抽放巷（高位回风巷道）研究的简要介绍
• 1.3 论文的研究内容、方法及技术路线
• 1.3.1 论文的研究内容、方法
• 1.3.2 论文研究的技术路线
• 第二章 采空区基本特征及瓦斯运移理论研究
• 2.1 采空区“竖三带”、“横三区”简述及高度确定
• 2.1.1 “竖三带”简述
• 2.1.2 “横三区”简述及范围确定
• 2.2 采空区瓦斯涌出概况
• 2.2.1 影响采空区瓦斯涌出的主要因素
• 2.2.2 采空区瓦斯来源及涌出量的大致预测
• 2.3 采空区多孔非均匀介质模型概况及特点
• 2.3.1 多孔非均匀介质概况及主要特点
• 2.3.2 采空区多孔非均匀介质的主要参数确定
• 2.4 瓦斯在多孔介质内的流动及模型
• 2.4.1 瓦斯吸附与瓦斯扩散
• 2.4.2 瓦斯在多孔介质内的运移
• 2.4.3 采空区瓦斯的数学模型
• 2.5 小结
• 第三章 “一进两回”通风系统采场瓦斯运移规律数值模拟
• 3.1 研究的意义及FLUENT 软件介绍
• 3.1.1 不同通风方式的采空区瓦斯运移规律的研究
• 3.1.2 FLUENT 软件简介
• 3.2 沙曲矿14205 综采面概述
• 3.3 模型的参数及其设计
• 3.4 综采工作面U 型及“一进两回”通风系统数值模拟
• 3.4.1 U 型通风系统采空区数值模拟研究
• 3.4.2 “一进两回”Y 型通风系统采空区数值模拟研究
• 3.4.3 “一进两回”U+L 型通风系统采空区数值模拟研究
• 3.4.4 “一进两回”U+G 型通风系统采空区数值模拟研究
• 3.5 小结
• 第四章 “一进两回”通风系统采场瓦斯运移规律相似模拟
• 4.1 相似理论概述
• 4.1.1 相似理论研究概述
• 4.1.2 相似理论
• 4.2 实验目的、实验模型及实验方法
• 4.2.1 实验目的
• 4.2.2 实验模型及其装置
• 4.2.3 实验方法及参数选取
• 4.3 实验结果分析
• 4.3.1 U 型通风系统相似模拟研究
• 4.3.2 “一进两回”Y 型通风系统相似模拟研究
• 4.3.3 “一进两回”U＋L 型通风系统相似模拟研究
• 4.3.4 “一进两回”U＋G 型通风系统相似模拟研究
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间的主要成果