下载文档原格式
基于Fluent的工作面瓦斯抽采效果数值模拟刘永杰【摘要】Gas seriously threats the safety of coal production. Reasonable extraction technology can effectively a- void gas accidents in coal mines. The paper mainly discusses gas extraction effect in bedding drilling and the ap- plication of Flurnt simulation software, which helps to obtain optimal bedding boring layout and extraction flow and provides necessary technical support for collieries with similar working face conditions.%瓦斯严重威胁煤矿的安全生产，合理的抽采技术可以有效地避免煤矿瓦斯事故的发生。
主要研究煤矿顺层钻孔的瓦斯抽采效果，采用Fluent模拟软件，得出最优的顺层钻孔布置方式和抽采流量，为有类似工作面条件的矿井提供必要的技术支持。
【期刊名称】《江西煤炭科技》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】3页(P95-97)【关键词】煤矿安全;瓦斯治理;抽采技术【作者】刘永杰【作者单位】山西潞安矿业集团有限责任公司李村煤矿,山西长治048000【正文语种】中文【中图分类】TD712.6瓦斯是威胁矿井安全的主要因素之一。
瓦斯事故造成大量的人员伤亡和财产损失，治理煤矿瓦斯已成为煤矿的主要工作之一，目前治理瓦斯的方法众多，如开采保护层、抽采瓦斯等。
现以顾桥矿11221工作面为例，通过Fluent模拟技术，研究煤矿顺层钻孔不同流量下瓦斯抽采的效果。
掘进工作面风流流场和瓦斯分布数值模拟分析徐昆伦【摘要】为了准确掌握掘进工作面涌出瓦斯的分布状况和瓦斯积聚的规律，利用计算流体力学（CFD）软件Fluent对局部通风掘进工作面的风流流场进行了数值模拟，建立了用于工作面流场模拟的几何模型，确定了通风流场的数学模型，并与试验结果相对比验证了模拟结果的准确性。
研究表明：使用RN G k－ε双方程湍流模型对工作面的流场进行模拟，能够得到比较可靠的流场，在此基础上采用瓦斯源对局部通风掘进工作面的瓦斯分布进行了数值模拟，风筒布置于巷道顶部时瓦斯主要积聚于巷道两帮下部，回风瓦斯浓度模拟结果与理论计算值一致。
%In order to accurately grasp the methane distribution and accumulation regularity in the heading face,a commercial CFD software Fluent is used to simulate the airflow in working face with forcing auxiliary ventilation. The Mathematical model for simulation of airflow in working face with auxiliary ventilation is estab-lished based on study of the airflow pattern and characteristics of the auxiliary ventilation. The simulation re-sults fit the model experiment data well. Research shows that:the airflow pattern simulation in the working face is obtained well by used the RNG k-εtwo equations turbulence model,based on the simulation results, the distribution pattern of methane is studied in working face,the methane accumulate in the lower part of two sides of roadway,simulation results of the methane concentration in the backflow fit the theoretical calculation data well.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】6页(P28-33)【关键词】数值模拟;Fluent;流场瓦斯浓度瓦斯源项瓦斯集聚【作者】徐昆伦【作者单位】青岛远洋船员职业学院，山东青岛 266071【正文语种】中文【中图分类】TD712+.20 引言局部通风掘进工作面风流的流动和流场分布直接影响到风流和工作面涌出瓦斯的质量交换过程，影响到工作面瓦斯的分布。
青海交通科技2020—6基于Fluent对低瓦斯隧道瓦斯涌出规律的数值模拟何毅徐洪庆周志顺高益辉沈壮志(中铁十六局集团路桥工程有限公司北京101500)摘要含瓦斯隧道施工过程中，掌子面为唯一瓦斯涌出源且持续涌出，针对这种瓦斯异常涌出情况，我们以位于重庆市永川区的黄瓜山瓦斯隧道为依托，建立了相关3D物理模型。
并运用数值模拟软件Fluent模拟了不同风速下隧道内瓦斯浓度分布情况，以及在同等风速下不同通风时间的隧道内的风流场，进而分析出隧道内瓦斯分布规律：当风速小于6<s时，风速越大整个隧道内瓦斯浓度越小#当风速为6<s及以上时，通风稳定后隧道内瓦斯浓度基本保持稳定，隧道内远离风筒的掌子面区域瓦斯浓度为0.25%-0.3%，其余区域瓦斯浓度在0.15%左右，这与现场结果相吻合,对现场瓦斯治理有一定参考价值。
关键词低瓦斯隧道数值模拟瓦斯浓度施工安全Numerical simulation of gas emission in low gas tunnel based on FluentYi He,Hongqing Xu,Zhishu n Zhou,Yihui Goo,Zhu o n g zhi She n (Road and Bridge Engineering Co.,Ltd.of China Railway16th Bureau Group,Beijing101500,China) Abstract in view o f the gas tunnel constouction process,the face is the only gas emission source and continues to emil this abnormaU gas emission situation,we established te relevvnt3D physicel model based on the cucumber mountain gas tunn!located in Yongchuan District,Chongqing.And the numericel simulation software Flu-entssused tossmuyatethegaseoneentoatson dsstosbutson sn thetunneyundeods t eoentwsnd speeds,and thewsnd field in the tunnd under the same wind speed and dmerent ventilation tinie,and then analyze the gas distribution rule in the tunnel：when the wind speed is less taan6m/s,the greateo the wind speed,the smallet i O v gas con-cenWation i the tunnel.When the wind speed is6m/s or abovv,the gas concenhation i the tunnd is basicel l y stable after the ventilation is stable,that is,the gas concentration in the tunnd far away from the tunnd face 0.25%〜0.3%gas concentration in other seas0.15%Thi s i s consistent with the field asults,and has a certain effecO on the field gas conOoLKey words low gas tunnd;numericel simuWOon；gas concentration；constriction safety根据《铁路瓦斯隧道技术规范》中的规定可知,瓦斯隧道的类型通常按照隧道内瓦斯工区的最高等级确定，可分为三种类型：高瓦斯隧道、低瓦斯隧道和瓦斯突出隧道［1］%而隧道内根据不同瓦斯分布状况瓦斯工区又可以分为几类,分别为非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区和瓦斯突出工区［2］%实际中,区分瓦斯隧道为哪种类型可按绝对瓦斯涌出量进行判定。
矿井通风系统风流流动数值模拟研究高廷瑞【摘要】以山西煤炭进出口集团韩家洼煤矿为例,分析其工程概况,对通风系统可靠性进行评价,通过理论分析、数值模拟的研究方法对矿井通风系统风流流动、风速、风量及负压进行模拟.研究表明:正常情况下,在总回风巷中,巷道的风速最大,在长度较小的联络巷风速较小,有毒有害气体量小,无瓦斯突出的危险,风量除了与风速大小有关,还与巷道的端面大小有关,其与风速无明显的函数关系;调节风门异常时,巷道风速增加量大,通风系统中的其他巷道受此影响风速也有所增加;风压异常时,风机负压减小量与风速大小、风量大小关系成函数对应关系.工程实测表明,数值模拟各巷道风量和风速研究结果与矿上实测结果相符,数值模拟可对通风系统进行评价.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2018(033)007【总页数】4页(P117-119,177)【关键词】通风系统;风流流动;数值模拟;风机【作者】高廷瑞【作者单位】阳煤集团二矿,山西阳泉045000【正文语种】中文【中图分类】TD32引言随着经济的发展，对煤炭需求量越来越大，煤矿开采深度逐渐增加，这对矿井通风系统提出更高的要求[1-2]，可靠的通风系统不仅要有持续的供风能力，而且要对煤矿瓦斯、粉尘等有毒有害气体能够及时有效的进行稀释，减小瓦斯突出的危险，合理有效的矿井通风系统能够排除80%～90%的瓦斯含量[3]，因此，矿井生产系统的可靠性对于煤矿生产具有重要的意义[4]，本文通过数值模拟及工程实测的研究方法对煤矿生产系统的可靠性进行评价，研究矿井生产系统能否有效合理的配给有限风量资源。
1 工程概况山西煤炭进出口集团韩家洼煤矿位于山西省大同市左云县，属于兼并重组矿井，该煤矿主要开采19号、22号、25 号煤层，年产量为 0.9 Mt，22号煤层层厚为4 m，井田有主斜井、副斜井、进风行人斜井和回风立井4个井筒，主、副斜井井筒断面积和长度分别为 13.2 m2、612 m，15.8 m2、396 m，矿井通风方式为中央并列式，通风机为抽出式通风机，矿井总风量4782 m3/min，主斜井、副斜井、进风行人斜井进风量分别为 1 450 m3/min，2 199 m3/min，1 133 m3/min，如图1所示为巷道平面布置图。
U+Ⅰ型通风下采空区瓦斯运移规律的数值模拟罗俊峰;蒋仲安;王洪胜;张中意【摘要】以采空区瓦斯渗流理论和瓦斯流动方程为基础,建立了采空区瓦斯运移规律的数学模型.基于数值模拟软件FLUENT,对采空区瓦斯运移与分布规律进行了数值模拟,获得了采空区在U型和U+Ⅰ型通风方式下瓦斯运移与分布的特性规律.结果表明:采用U+Ⅰ通风方式可以降低采空区向上隅角的集中漏风,有效地解决了U型通风方式上隅角瓦斯积聚问题.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2015(031)003【总页数】4页(P134-137)【关键词】U+Ⅰ通风方式;瓦斯运移;数值模拟【作者】罗俊峰;蒋仲安;王洪胜;张中意【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院;北京科技大学土木与环境工程学院;北京科技大学土木与环境工程学院;北京科技大学土木与环境工程学院【正文语种】中文综放采场的瓦斯来源主要有工作面、采空区、邻近层瓦斯涌出等［1-2］，采空区瓦斯涌出占到采掘空间瓦斯涌出量约40%，甚至可以达到70%。
在高瓦斯矿井中，上隅角瓦斯积聚和超限问题比较普遍，对煤矿安全生产造成了严重威胁，有可能引起瓦斯爆炸，造成巨大的财产损失和重大的人员伤亡。
瓦斯治理主要采用的措施有:加强通风、加强瓦斯抽放以及综合通风［3］。
U+I是治理综放采场采空区瓦斯的一种常用通风方式，通过对U+I型和U型两种通风方式在不用风量情况下的采空区瓦斯运移规律的比较，为U+I型通风方式及其调控技术提供更充分的理论基础。
1 采空区瓦斯流动方程根据上覆岩层在采场中的移动情况，分析采空区顶板岩石性质和垮落岩石的破坏情况。
在横向上可以将采空区划分为自然堆积区、载荷影响区及压实稳定区;在竖直方向上可以划分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。
其中，自然堆积区距工作面0～20 m，载荷影响区距工作面20～80 m，重新压实区距工作面大于80 m。
瓦斯在采空区中的流速极低，尽管压力梯度很大，仍可以将瓦斯在采空区中的流动视为不可压流动［4-5］。
煤矿采空区瓦斯渗流规律及其数值模拟研究煤矿采空区上覆岩层结构和移动规律分析综放工艺在开采高含量瓦斯厚煤层的推广应用中之所以遇到困难，往往是由于综放面上隅角瓦斯易超限，从而被迫断电撤人、中断生产所导致的。
上隅角瓦斯的主要来源一是工作面煤壁释放出的瓦斯，二是采煤工作面新采落下来的煤炭中散发出来的瓦斯，三是从采空区涌出的瓦斯，其中采空区涌出瓦斯是主要的来源。
由于采动影响在采动断裂带形成的破断裂隙和离层裂隙，采动裂隙网络与采空区相连通形成采动断裂带，由于瓦斯的升浮、扩散和渗透作用，在采动断裂带形成瓦斯富集区，这是瓦斯抽采的重点区域。
因此，要研究采空区内瓦斯的渗流规律，有必要先研究采空区岩体的垮落特征，按照采场覆岩横向采动特征，将采空区按照自然堆积区、载荷影响区和压实稳定区在横向进行划分，弄清各区碎胀系数、空隙率的分布特点；研究采空区上覆岩层采动断裂带的高度、碎胀系数及空隙率等特征，以便较全面地分析和研究采空区内空气—瓦斯混合气体在冒落带和采动断裂带内的渗流规律。
采空区瓦斯流场数学模型研究煤矿采空区内的瓦斯流动情况，建立起瓦斯流场的数学模型，对于认识采空区内瓦斯的真实流动状况以及对于进行数值模拟都有重要的基础意义。
垮落带之上的采动断裂带，在存在破断裂隙和离层裂隙相互贯通的同时，煤岩体内的裂隙还会与综放采场和采空区连通。
研究瓦斯在采动断裂带内的渗流、升浮和扩散原理，可以为解释采动断裂带是瓦斯聚集带，为其内布置钻孔抽采、巷道排放等瓦斯治理技术提供科学依据。
求解方法的选择FLUENT提供三种不同的解格式：分离解；隐式耦合解；显式耦合解。
三种解法都可以在很大流动范围内提供准确的结果，但是它们也各有优缺点。
分离解和耦合解方法的区别在于，连续性方程、动量方程、能量方程以及组分方程的解的步骤不同，分离解是按顺序解，耦合解是同时解。
两种解法都是最后解附加的标量方程（比如：湍流或辐射）。
隐式解法和显式解法的区别在于线化耦合方程的方式不同。
急倾斜综放工作面不同工序产尘规律的数值模拟及应用姚锡文;鹿广利;许开立【摘要】为了掌握急倾斜综放工作面割煤、移架、放煤等不同工序作业时粉尘浓度的分布及变化规律,获取合理的通风除尘设计参数,基于气固两相耦合模型,以急倾斜综放工作面割煤、移架、放煤三大尘源的粉尘运动为研究对象,根据干粉粒度仪的测定结果设定各尘源参数,运用Fluent对各尘源的产尘浓度分布规律和工作面三维空间风速场进行数值模拟,并与现场实测的粉尘浓度相对比.结果表明:数值模拟与实测数据基本吻合;倾角大的工作面粉尘顺风飘移的距离比缓倾斜工作面更远:模拟结果表明在通风除尘设计中,最优排尘风速以2.6 m/s左右最为合适,采煤机司机处粉尘浓度约650 mg/m3,采煤机下风侧20 m粉尘浓度降至300 mg/m3以内;在液压支架安装侧吸式引射喷雾除尘器,并结合放煤板啧嘴喷雾,可明显提高放煤时的降尘率.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2015(040)002【总页数】8页(P389-396)【关键词】急倾斜煤层;粉尘浓度;数值模拟;喷雾降尘【作者】姚锡文;鹿广利;许开立【作者单位】东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛266590;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TD714.2姚锡文，鹿广利，许开立．急倾斜综放工作面不同工序产尘规律的数值模拟及应用［J］．煤炭学报，2015，40(2): 389－396．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2014．0341Yao Xiwen，Lu Guangli，Xu Kaili．Numerical simulation of dust generation at different procedures in steeply inclined fully-mechanized caving face［J］．Journal of China Coal Society，2015，40(2): 389－396．doi: 10．13225/j．cnki．jccs．2014．0341综放工作面是几何形状不规则的三维流动空间，存在着滚筒割煤、液压支架移架、放煤口放顶煤以及转载机头等多个产尘源，其中，以割煤、移架、放煤时产尘量巨大，为综放工作面的三大主要产尘源［1－3］。
深埋长隧洞有害气体形成条件及安全施工对策作者：刘国平李立民肖瑜来源：《人民黄河》2018年第12期摘要：针对秦岭隧洞岭北TBM施工中存在的有害气体逸出现象，为预防和减轻有害气体对施工进程和人员设备安全的不利影响，在现场调查和参阅国内外文献的基础上，通过开展现场气体浓度检测、岩（气）样采集等，结合室内岩石样品的微观鉴定、电镜扫描及岩（气）体样品的能（色）谱分析等综合手段，分析了秦岭隧洞有害气体发生的地质特征和形成条件，提出了针对性强的施工处理措施，以控制有害气体浓度符合安全施工标准。
结果表明：隧洞区内岩体构造结构面发育，有害气体是从其他深部区域沿构造裂隙等通道运移而逸出;秦岭隧洞逸出的有害气体为烷类气体，主要成分为甲烷;建立健全安全监测系统、优化通风系统可以有效减轻有害气体的影响。
关键词：有害气体;形成条件;施工对策;秦岭隧洞中图分类号：TV513 文献标志码：A超长深埋隧洞具有延伸长、埋深大、地质条件复杂等特点，在施工过程中常常伴随岩爆、高地温、突涌水等诸多地质灾害问题[1]，其中掘进过程中有害气体的产生和积聚日益引起设计和施工人员的重视[2]。
隧洞内施工空间狭小，有害气体的出现不仅会给人员和设备带来极大危害，而且因其突然喷出、燃烧或爆炸等急剧恶化隧洞施工条件，容易引发安全事故。
国内许多学者针对隧洞工程有害气体开展了相应研究。
黄润秋等[3]对深埋长隧道有害气体发生的地质条件进行过探讨研究;李斐等[4]对杭州地铁1号线彭埠站一建华站区间盾构隧道下穿有害气体土层工程设计进行了研究;张玉伟等[5]研究了压入式通风模式下高原隧道有害气体的分布特征;陈广峰等[6]分析了杭州地铁隧道有害气体的危害及防治对策;杨曼等[7]对季家坡隧道易燃气体进行了监测分析;何财基等[8-11]对隧道有害气体成因及浓度进行了分析并提出了相应的处置措施。
陕西省引汉济渭工程秦岭隧洞贯穿秦岭山脉，全长98.3km，最大埋深2012m，属超长深埋隧洞。
煤与瓦斯突出冲击气流数值模拟研究
左文哲;谯永刚;华杰;秦鹏飞;王海杰
【期刊名称】《煤矿安全》
【年(卷),期】2024(55)2
【摘要】为揭示煤与瓦斯突出冲击气流传播规律,利用COMSOL软件中高马赫流动与浓物质传递模块,模拟了煤与瓦斯突出过程中冲击气流的速度场、压力场、冲击力场、浓度场等分布规律。
模拟结果表明:巷道内冲击气流呈射流状,速度可高达378.6 m/s,且随着距离的增大,呈现多峰值振荡衰减趋势,在射流中出现周期性的膨胀波区和压缩波区,射流尾部发展为湍流并失稳,在巷道内无序运移;突出冲击气流冲击力可高达246.3 kPa,冲击波以当地音速在巷道内运移;瓦斯气体最大扩散距离为133.6 m,巷道中部瓦斯体积分数接近于100%;由于突出后期巷道内存在压力差,瓦斯气体回流,高体积分数瓦斯和巷道内空气进一步混合。
【总页数】7页(P55-61)
【作者】左文哲;谯永刚;华杰;秦鹏飞;王海杰
【作者单位】太原理工大学安全与应急管理工程学院;山西襄垣七一新发煤业有限公司;山西黄土坡鑫运煤业有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD712
【相关文献】
1.煤与瓦斯突出临界状态的数值模拟与实验研究
2.煤与瓦斯突出多物理场分布特征的数值模拟研究
3.煤与瓦斯突出的物理模拟和数值模拟研究
4.突出冲击气流形成及传播规律数值模拟研究
5.煤与瓦斯突出冲击气流沿巷道传播特征研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
