采空区多参数气-固耦合渗流模拟_中国煤炭行业知识服务平台

采空区多参数气-固耦合渗流模拟

作者

王月红温佳丽秦跃平张九零
单位

河北联合大学矿业工程学院河北省矿业开发与安全技术实验室中国矿业大学资源与安全工程学院
摘要

针对由于采空区内非均匀孔隙介质的存在,造成采空区风流动态流动的复杂性,在渗流力学与气-固理论相结合的基础上,采用理论分析、软件模拟以及实例验证等方法,分析了采空区内孔隙度变化规律以及多参数渗流连续数学模型;基于高效的有限体积算法,进行了数值解算,并编制了模拟软件,研究结果表明:采空区内渗透率整体呈现"U型"筛分布,在进风口和回风口处最大,随着采空区深度的增加渗透率逐渐变小;压力呈"扇型"分布,在进风口处最大,随着向采空区延伸,压力变化逐渐趋近于零;采空区内渗流速度呈"弧型"分布,靠近工作面的区域漏风较强,随着向采空区延伸,漏风速度逐渐趋近于零;同时对模拟结果进行了三维和二维演示,使问题更清晰、直观明确,为辅助分析采空区瓦斯排放、自然发火、注氮灭火、大面积均压调压等诸多安全问题提供保障.
关键词

采空区渗流气-固耦合有限体积法孔隙度渗透率自然发火模拟
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目(50474080)(51174211)；河北科技支撑资助项目(10277112D)；
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