FLUENT驱动的采空区流场数值模拟：渗透率确定与阻力系数验证

本篇文章主要探讨了如何利用FLUENT软件进行采空区流场的数值模拟，以精确评估多孔介质的渗透率。作者任伟、赵耀江和冯子芳针对这一主题进行了深入研究，他们首先通过FLUENT建立了一个三维模型，并运用通风阻力定律对其进行了验证。在模型构建过程中，他们特别关注了采空区垮落煤岩体在x、y、z三个维度上的碎胀系数，这些系数对于理解孔隙率和渗透率的三维分布至关重要。 通过将采场空间视为一个具有不同渗透系数的多孔介质区域，他们构建了一个更为精准的工作面与采空区之间的连续流场数学模型。这个模型考虑了通风阻力特性，旨在提供更准确的预测，比如模拟压差和风量等关键参数。为了验证模型的有效性，他们选择了沙曲矿14204综采工作面作为实际案例，将现场实测参数输入到数值模拟中进行测试。 通过对比数值模拟结果与实际测量的数据，研究者发现所建立的阻力系数模型能够得到令人满意的结果，显示出良好的一致性。这证明了基于FLUENT的采空区流场数值模拟方法在确定渗透率以及模拟通风动态方面具有很高的可靠性。这项工作的研究成果对采矿工程领域的通风管理、灾害预防和优化采空区治理等方面具有重要的理论指导价值，也提升了采矿作业的安全性和效率。 整个研究过程涵盖了采空区流体力学的关键概念，如多孔介质的性质、通风阻力的计算、以及数值模拟技术的应用，为采矿工程的数值模拟方法提供了一种实用且有效的方法论。同时，它强调了理论与实践的结合，使得理论研究能更好地服务于实际生产环境。