掘进工作面瓦斯分布及风流流场的Fluent数值模拟

"掘进工作面风流流场和瓦斯分布数值模拟分析" 在煤炭开采过程中，掘进工作面的通风和瓦斯管理是至关重要的安全环节。本文着重探讨了如何利用计算流体力学（CFD）软件Fluent对局部通风掘进工作面的风流流场进行数值模拟，以深入理解瓦斯分布状况和积聚规律。作者徐昆伦通过建立详细的几何模型，确定了通风流场的数学模型，并进行了实际试验结果的对比验证，以确保模拟的准确性。 首先，文章指出RNG k-ε双方程湍流模型在模拟掘进工作面流场方面具有较高的可靠性。这种模型能够精确地捕捉到复杂流场中的湍流效应，这对于理解和预测风流如何在巷道中流动以及瓦斯如何分布至关重要。通过模拟，可以揭示风流的速度分布、压力分布以及湍流特性，从而为优化通风策略提供依据。 接着，文章进一步探讨了瓦斯源对局部通风掘进工作面瓦斯分布的影响。当风筒布置在巷道顶部时，模拟结果显示瓦斯主要积聚在巷道两帮的下部。这一发现对于防止瓦斯积聚和潜在的爆炸风险具有重要意义，因为它指导了通风系统的设计和调整，以确保瓦斯浓度保持在安全水平以下。 此外，徐昆伦的研究还比较了模拟结果与理论计算值的一致性，这证明了数值模拟方法的有效性。通过这种方式，可以提前预测并预防可能的瓦斯问题，避免因实际操作中瓦斯积聚而导致的安全事故。 关键词“数值模拟”、“Fluent”、“流场瓦斯浓度”、“瓦斯源项”和“瓦斯集聚”反映了研究的核心内容。文章的结论强调了使用先进的CFD工具对于提高煤矿安全性和效率的重要性，特别是在理解和控制掘进工作面的瓦斯问题上。 该研究为煤矿通风安全提供了有力的理论支持和实践指导，有助于改进现有的通风系统设计，降低瓦斯事故的风险，保障矿工的生命安全。同时，这一研究方法也可推广至其他类似的地下工程，如隧道挖掘等，对这些领域的通风管理和瓦斯控制具有参考价值。