动网格技术揭示综掘工作面瓦斯分布演变规律

该研究论文深入探讨了"基于动网格技术的综掘工作面瓦斯分布规律"。在煤炭开采行业中，瓦斯管理是关键的安全问题，尤其是在综合机械化掘进（综掘）的工作面。综掘工作面由于其特殊的作业环境，瓦斯的分布和流动规律对通风设计、防突措施以及安全生产具有重大影响。论文选取新郑煤电有限责任公司12205上副巷的综掘工作面作为研究对象，通过运用达西渗流定律构建了一个动态模型，该模型考虑了煤层瓦斯的压力场和瓦斯的解吸速率。 研究者采用有限体积法来求解这个模型，这种方法在处理复杂几何形状区域内的流体流动问题时表现出色。通过这种方法，他们得以解析地理解综掘巷道内瓦斯压力和解吸速率随时间和空间的变化。论文的核心部分着重于探讨了掘进进尺周期和掘进支护周期内瓦斯涌出源的瓦斯涌出速率，这是理解工作面瓦斯动态的关键因素。 进一步，研究人员引入了CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）的动网格技术，建立了一个非稳态瓦斯扩散模型。这种技术能够精确模拟瓦斯在掘进过程中随时间的扩散过程，以及空间上的浓度分布变化。研究结果显示，在掘进进尺周期内，综掘工作面的瓦斯浓度保持相对稳定，没有显著的增减趋势；而在掘进支护周期内，由于巷道封闭和支护作用，瓦斯浓度则呈现出明显的下降趋势。 最后，论文通过对现场数据进行实测验证，证实了数值模拟结果的准确性和可靠性。这表明动网格技术在预测和控制综掘工作面瓦斯分布方面具有实用价值，对于优化通风系统、预防瓦斯爆炸事故以及提升煤矿安全管理水平具有重要意义。 这项研究不仅深化了我们对综掘工作面瓦斯动态行为的理解，也为矿井安全管理提供了科学依据和技术支持，对于提升我国煤炭行业的安全技术水平具有重要的理论和实践意义。