黃陵油型氣涌出礦井CH4擴(kuò)散規(guī)律數(shù)值模擬.pdf

1、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性說明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及其取得研究成果。盡我所知，除了文中加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得西安科技大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：日期：論文題目：黃陵油型氣涌出礦井CH4擴(kuò)散規(guī)律數(shù)值模擬工程領(lǐng)域：安全工程碩

2、士生：張荃（簽名）指導(dǎo)教師：張儉讓（校內(nèi)）（簽名）王德平（校外）（簽名）摘要煤油氣共生礦井易發(fā)生圍巖瓦斯涌出波動范圍大、異常涌出現(xiàn)象，從底板涌出尤為嚴(yán)重，且具有突發(fā)性、隱蔽性和涌出量大等特點，成為影響礦井安全高效開采新的致災(zāi)因素。初步研究表明，異常涌出氣體與煤層氣不同，其成因類型為油型氣。針對煤油氣共生礦井，選擇對掘進(jìn)工作面油型氣涌出進(jìn)行數(shù)值模擬，對比分析掘進(jìn)工作面的風(fēng)流流場及油型氣主要成分CH4的擴(kuò)散規(guī)律，為煤油氣共生礦井油型氣治理提

3、供依據(jù)。本文以計算流體動力學(xué)為理論基礎(chǔ)，根據(jù)黃陵油型氣涌出礦井掘進(jìn)巷道參數(shù)及瓦斯、油型氣涌出情況，運(yùn)用ANSYS軟件建立了壓入式通風(fēng)條件下，掘進(jìn)工作面的物理模型及數(shù)學(xué)模型。根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，合理計算給定邊界條件。采用Realizablek?雙方程模型和壁面函數(shù)法對掘進(jìn)工作面風(fēng)流流場進(jìn)行描述，并對壓入式通風(fēng)條件下，掘進(jìn)工作面油型氣涌出擴(kuò)散過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出了油型氣涌出時CH4擴(kuò)散規(guī)律。在模型可信的基礎(chǔ)上，研究了相同涌出量、不同位置涌出點

4、CH4的擴(kuò)散規(guī)律；油型氣以不同涌出量涌出的CH4的擴(kuò)散規(guī)律及CH4濃度分布規(guī)律；分析了相同涌出量、同一位置涌出點不同涌出形狀的CH4擴(kuò)散規(guī)律；分析了風(fēng)筒布置對油型氣擴(kuò)散的影響；模擬并討論了增加供風(fēng)量對排出油型氣中CH4的有效性。數(shù)值模擬計算結(jié)果表明：擴(kuò)散穩(wěn)定后CH4在巷道斷面的濃度分布特點，將涌出點位置分為四個區(qū)域。油型氣涌出量增加，涌出穩(wěn)定后巷道各個位置的CH4濃度會有相應(yīng)的增加，且在巷道下部和上部增加的量幾乎相同。油型氣從裂隙中涌出