基于流管模型的采空区瓦斯浓度分布规律研究

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随着矿井开采深度不断延伸,矿井集约化程度及开采规模不断提高,矿井瓦斯涌出量也不断增加,随之而来的瓦斯隐患和事故也逐渐增多,其中采空区漏风是造成工作面上隅角瓦斯超限和采空区遗煤自燃的主要原因之一,本文利用基于网络解算的采空区漏风分布计算模式对采空区的流场分布进行模拟,然后分析采空区的瓦斯浓度场分布,可以对采煤工作面的安全生产提供重要的安全指导数据。本文通过对采空区瓦斯浓度场分布规律的研究分析,研究了采空区瓦斯涌出源、采动卸压瓦斯运移和积聚规律及瓦斯的扩散运动规律,对瓦斯浓度场数值模型的建立具有重要的指导意义。流管模型始于19世纪60年代,主要应用于水流和油气田开发,在采空区瓦斯浓度场的数值模拟方面却较少应用,本文利用其流管模型简明的概念和思路,建立采空区流场已知的浓度场求解公式,同时绘制了采空区浓度场的流线及流场,根据监测到的有限点瓦斯浓度数据,更加直观的展现采空区瓦斯浓度场的分布规律。最后以煤矿实例,结合本文的采空区漏风场的计算和流管模型进行了采空区的流场及瓦斯的浓度场的计算分析。
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