重力场综放采空区3D空间非线性渗流与瓦斯运移规律数值模拟

致谢5-6

摘要6-7

Abstract7-11

1 绪论11-19

1.1 探讨的目的及作用11-12

1.2 国内外采空区瓦斯论述探讨近况12-16

1.2.1 采空区渗透率的探讨近况12-13

1.2.2 采空区瓦斯运移论述的探讨近况13-15

1.2.3 CFD 软件在采空区风流场数值模拟中的探讨近况15-16

1.3 主要探讨内容、探讨策略及技术路线16-19

1.3.1 主要探讨内容16-17

1.3.2 探讨策略及技术路线17-19

2 综放采空区非均质流场瓦斯渗流规律19-34

2.1 综放采空区冒落的非均质性19-22

2.1.1 采空区冒落规律19-20

2.1.2 采空区冒落带及裂隙带高度的估算策略20-22

2.2 多孔介质内流体渗流定律22-25

2.2.1 线性渗流定律23-24

2.2.2 非线性渗流定律24-25

2.3 综放采空区流场变密度混合气体对流-扩散传质制约方程25-28

2.3.1 基本检测设26

2.3.2 采空区变密度混合气体作非线性渗流运动的连续性方程26

2.3.3 采空区变密度混合气体作非线性渗流运动的动量方程26-27

2.3.4 采空区变密度混合气体组分输运方程27-28

2.3.5 采空区混合气体状态方程28

2.4 RNG k-ε湍流模型方程28-29

2.5 制约微分方程的离散及离散方程的求解29-34

2.5.1 制约方程的离散策略29-32

2.5.2 离散方程的求解策略32-34

3 FLUENT 软件实现采空区渗流模型的策略34-41

3.1 FLUENT 软件的介绍34-38

3.1.1 FLUENT 软件组成34

3.1.2 FLUENT 软件的 UDF 功能介绍34-37

3.1.3 FLUENT 软件的求解案例与步骤37-38

3.2 FLUENT 多孔介质模型的实现策略38-39

3.3 FLUENT 组分输运模型的实现策略39-41

4 综放采空区瓦斯运移规律的数值模拟41-58

4.1 采空区计算模型的建立及网格划分41

4.2 数值模拟边界条件的设定41-44

4.3 渗透率对采空区流场及瓦斯浓度分布的影响44-51

4.3.1 渗透率分布规律对采空区流场及瓦斯浓度分布的影响44-48

4.3.2 渗透率大小对采空区流场及瓦斯浓度分布的影响48-51

4.4 流体流态对采空区流场及瓦斯浓度分布的影响51-54

4.5 操作环境的设置对采空区流场及瓦斯浓度分布的影响54-58

5 综放采空区瓦斯运移规律的现场运用58-68

5.1 大兴矿 N2-706 采空区概况58-59

5.2 采区瓦斯气体监测59-61

5.3 大兴矿 N2-706 采空区瓦斯运移规律的数值模拟浅析61-65

5.3.1 大兴矿 N2-706 采空区三维模型的建立及网格划分61-62

5.3.2 大兴矿 N2-706 采空区瓦斯运移规律的数值模拟浅析62-65

5.4 抽采流量对采空区瓦斯运移规律的影响浅析65-68

6 结论与工作展望68-70

6.1 结论68-69

6.2 革新点69

6.3 工作展望69-70