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《西安科技大学》 2008年
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综放采空区风流场CFD数值模拟研究

刘增超  
【摘要】: 近年来,综采技术在我国应用广泛。由于综放采空区冒落空间大、采空区遗留残煤多、漏风严重,使得采空区遗煤的自燃危险性增强;此外,由于综合机械化开采具有高强度、集中生产、推进速度快的特点,从而使瓦斯涌出更为集中且不均衡,常造成回风流及支架顶、上隅角等处瓦斯超限,成为矿井安全生产的重大隐患。 采空区遗煤自燃和瓦斯积聚均与采空区的漏风流分布有关,在现有的技术及经济条件下,对于采空区漏风流场进行实测或实验室物理模拟都有很大的困难。故本文通过计算流体动力学对采空区漏风流场进行数值模拟实验研究。 首先,通过对采空区环境特点的分析,得出遗煤的孔隙率分布情况,构建采空区一源一汇的二维物理模型,并利用Gambit软件对该模型网格化;其次,对多孔介质中传质过程分析,得出采空区风流流动的控制方程,并对该方程利用有限体积法进行离散;最后再利用Fluent软件对采空区的风流分布进行数值模拟。 模拟过程按孔隙率的分布不同分两大部分进行,即对整个采空区孔隙率均匀化和孔隙率分布依照簸箕理论分区设置两种情形来模拟。每种情形又按瓦斯抽放方式的不同各分三种情形,即瓦斯抽放管、瓦斯尾巷和高抽巷。在每种抽放条件下模拟时,先进行工作面有进风流和有瓦斯抽放的一组复杂边界条件模拟;再将边界条件拆分为仅有风流而无瓦斯抽放和仅有瓦斯抽放而无进风流两组边界条件分别模拟后进行矢量叠加,一方面,通过模拟可得到采空区的风流分布情况,为采空区的遗煤自燃、瓦斯积聚研究提供基础;另一方面,通过比较边界条件分解前后的模拟结果可知,两种方式模拟结果相对误差较小,表明将复杂的模拟过程拆分为简单情形分别模拟后再叠加合理可行,也即构建应用平台简化模拟过程具有可行性。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TD72

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【引证文献】
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鲁来祥;煤巷高冒区松散煤体自燃模拟分析及防治技术[D];河南理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘士春;王卫国;;简放工作面供风量与采空区遗煤自燃危险性研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年06期
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2 周西华;双高矿井采场自燃与爆炸特性及防治技术研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
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1 李永兵;高瓦斯易自燃煤层综放工作面采空区瓦斯治理技术研究[D];安徽理工大学;2011年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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5 尚瑛琦;基于CMOS-MEMS技术的带电路输出的PZT电能收集器[D];黑龙江大学;2012年
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【相似文献】
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4 白玉磊;欧进萍;;CFRP流线型箱梁颤振导数的数值模拟和临界风速的确定[A];第十四届全国结构风工程学术会议论文集(中册)[C];2009年
5 陈钱;尹维龙;白鹏;冷劲松;刘子强;;可变后掠角及展长的翼身组合体气动与结构和控制特性分析[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
6 张宇;魏小林;周力行;盛宏至;;有反应的双流体模型中两相流量守恒问题的研究[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年
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4 王朋涛;涡流管内可压缩气体三维流场研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 徐炜芳;插入式水流量测量装置的数值优化与实验研究[D];浙江大学;2008年
6 李斌;基于CFD的调节阀内部流场的研究[D];兰州理工大学;2009年
7 李承曦;蜂窝密封动力特性和减振性能的实验与数值研究[D];北京化工大学;2009年
8 岳大灵;支架液控单向阀卸载动态仿真和CFD数值模拟[D];太原理工大学;2008年
9 江坤;双层玻璃幕墙热工性能的模拟及分析[D];华中科技大学;2007年
10 汪维娜;涡轮冲压组合发动机部件设计方法及内流场数值研究[D];西北工业大学;2006年
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