煤与瓦斯突出后固气两相流在巷道中运动规律

摘要

煤与瓦斯突出是井下的一种动力现象，具有很强的危害性。本文运用理论分析、数值模拟方法对煤与瓦斯突出后在巷道内的运动规律进行了研究，主要包括：
　　(1)在对全国煤与瓦斯突出档案资料统计分析的基础上，对煤与瓦斯突出事故进行了特征分析，初步建立了一种固气耦合的煤与瓦斯突出模型。
　　(2)基于气力输送理论和两相流理论，探讨了煤与瓦斯突出的瓦斯输运特性。
　　(3)基于二维不可压缩稳态雷诺时均N-S方程，标准的湍流模型，应用Fluent软件对煤与瓦斯突出过程进行了相应的数值模拟，包括突出孔嘴的长度对突出规律的影响、突出后煤粉的运动规律、瓦斯流的运动规律。数值模拟表明，突出的空洞一般在巷道中部偏下，孔嘴长度对突出影响不大；突出瓦斯压力迅速下降，瓦斯速度明显呈中间大两边小由近向远运动；而煤粉在呈跳跃式向前运动。
　　本文提出的将煤与瓦斯运动分为阶段进行研究的方法，对煤与瓦斯突出的后续研究有一定的参考价值。

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1 绪论

1.1 课题的提出及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

2 煤与瓦斯突出特征分析

2.1 突出实例及其分析

2.2 突出煤的粒度组成及堆积情况[38]

2.3 突出后瓦斯在巷道内的涌出规律

2.4 本章小结

3 突出后粉煤瓦斯流运动特性研究

3.1 瓦斯与煤粉的运动形态

3.2 突出瓦斯与粉煤的主要参数

3.3 突出的流气场研究方法

3.4 瓦斯输送特性

3.5 本章小结

4 煤与瓦斯突出过程中的固－气两相流动理论

4.1 Lagrangian描述方法

4.2 Eulerian-Lagrangian描述方法

4.3 Eulerian描述方法

4.4 两相流理论在煤与瓦斯突出后的应用

4.5 本章小结

5 煤与瓦斯突出后在巷道中运动规律的数值模拟及分析

5.1 FLUENT软件概述

5.2 模型的建立

5.3 煤与瓦斯突出数值模拟

5.4 粉煤的运动规律

5.5 本章小结

6 主要结论及展望

6.1 本文得到的主要结论

6.2 主要创新性成果

6.3 存在的问题及其下一步研究的内容

参考文献

致谢