U型通风上隅角瓦斯浓度分布及应用

摘要

本文结合晋煤集团古书院矿15＃煤3盘曲高瓦斯区域153302工作面采空区瓦斯的赋存及涌出的特征，应用多孔介质流体动力学、传热传质学和数值模拟等理论，现场测定采空区瓦斯的压力场、速度场和浓度场。研究采空区瓦斯的分布特性，根据能量守恒、质量守恒和动量守恒定律对工作面回采时采用的采煤工艺、15＃煤的各基础参数、采空区瓦斯浓度场，风量情况等的分析计算，建立瓦斯流动的数学模型，按照采空区的形状和建立的瓦斯流动数学模型，采用完全非结构化网格的有限体积法对采空区瓦斯流动控制方程以及边界条件进行离散化，并用商业CFD软件Fluent对上隅角瓦斯浓度模拟;结合15＃煤层基础参数的测定结果推导出上隅角瓦斯浓度的计算方程公式，经过对模拟结果和计算结果的分析得出153302工作面实测回采时期上隅角瓦斯浓度在正常通风的情况下瓦斯浓度不会达到超限的临界值的问题，经与现场数据的对比，理论计算和软件模拟的结果都与其相吻合，进一步说明了上隅角瓦斯浓度计算公式的正确性。因此在古书院煤矿能通过数值模拟与公式计算得出上隅角瓦斯浓度的范围，能有效的为所研究矿井以后开采同一地质条件、同一水平，同一采区的其他工作面的瓦斯治理提供了科学合理的宝贵经验。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 选题背景及意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 选题意义

1．2 国内外现状

1．3 研究内容、关键技术、技术路线

1．4 本章小结

2 采空区瓦斯浓度场基本参数测定

2．1 煤层内瓦斯基础参数测定及分布分析

2．1．1 瓦斯压力的测定

2．1．2 煤层瓦斯含量测

2．1．3 煤层瓦斯压力和含量的分布

2．1．4 其他参数的测定与估算

2．2 采空区瓦斯浓度场理论分析及参数测试与选择

2．2．1 采空区和工作面瓦斯来源

2．1．2 工作面瓦斯涌出量

2．2．3 采空区瓦斯涌出特点

2．2．4 采空区瓦斯浓度场参数测定

2．3 本章小结

3 采空区浓度场理论分析及数值模拟

3．1 采空区瓦斯浓度输运方程

3．2 采空区瓦斯浓度场边界条件

3．3 采空区瓦斯浓度场数值模拟

3．3．1 软件介绍

3．3．2 采空区瓦斯流动物理模型

3．4 模拟结果

3．5 本章小结

4 采空区瓦斯浓度场理论在古书院矿的应用

4．1 矿井概况

4．2 153 302回采工作面基本情况

4．3 回采过程中上隅角及各处瓦斯浓度情况

4．4 采空区上覆岩层对工作面上隅角瓦斯浓度的影响

4．5 利用公式计算上隅角瓦斯浓度

结论

参考文献

作者简历

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