古书院矿15号煤采空区瓦斯浓度理论与数值模拟研究

"古书院矿15号煤153302工作面采空区上隅角瓦斯浓度的研究通过理论计算和数值模拟方法进行，旨在理解和预防瓦斯灾害。" 在煤炭开采过程中，采空区的安全管理是至关重要的，尤其是在瓦斯控制方面。古书院矿15号煤层153302工作面的采空区环境复杂，实际测量瓦斯浓度存在很大困难。为了深入理解采空区的瓦斯分布情况，研究者采取了理论计算和数值模拟两种科学方法。 理论计算是基于物理和化学原理，通过对采空区内气体流动、扩散和聚集的数学模型建立，预测瓦斯浓度。在这个案例中，理论计算得出上隅角瓦斯浓度在0.334%到0.556%之间，这反映了采空区瓦斯积聚的基本趋势和可能的最高浓度范围。 数值模拟则是一种计算流体动力学的方法，通过计算机程序模拟复杂的气体流动过程。它能够更细致地考虑环境因素，如通风条件、煤层透气性、采煤方式等，从而给出更为精确的瓦斯浓度预测。对于古书院矿的采空区，数值模拟结果显示上隅角瓦斯浓度约为0.5%，与理论计算的结果基本吻合，验证了理论模型的准确性。 采空区瓦斯浓度的准确预测对于煤矿的安全至关重要，因为高浓度的瓦斯不仅增加了火灾和爆炸的风险，还可能造成工人的窒息危险。因此，这项研究提供的理论支撑对于制定有效的瓦斯灾害防治策略具有重要意义。通过结合理论计算和数值模拟，可以为矿井设计合理的通风系统，优化采煤作业流程，减少瓦斯积聚，从而降低事故发生的可能性。 此外，该研究也对其他类似的复杂环境下的煤矿提供了参考，表明了在无法直接进行现场测量的情况下，利用理论计算和数值模拟技术进行瓦斯管理的有效性。这些方法的应用有助于提高整个煤炭行业的安全水平，减少因瓦斯灾害导致的人员伤亡和经济损失。 古书院矿15号煤153302工作面的采空区上隅角瓦斯浓度研究，展示了理论计算和数值模拟在矿井安全管理中的重要作用，为未来的瓦斯防治工作提供了科学依据和决策支持。通过持续的科研和技术创新，煤矿安全将得到进一步提升，保障了矿工的生命安全和煤炭产业的可持续发展。