井下拱形巷道风速分布研究：风洞模拟与分析

"煤矿井下拱形巷道低风速区风速分布的风洞模拟" 这篇研究文章主要探讨了井下煤矿拱形巷道内的风速分布规律，特别是在低风速区域。通过地下工程模拟风洞实验，研究人员分析了半圆拱形横断面上8条特征线上的风速值。实验结果显示，在不同断面中心点风速下，边界层范围内的风流速度与巷道壁上各特征线端点的距离之间存在一个对数函数关系。这种风速分布的研究对于优化矿井通风系统、确保工作环境的安全性和效率至关重要。 文章进一步涉及到煤炭技术领域的一个重要方面——甲烷吸附。研究指出，甲烷吸附受到多种因素的影响，包括有机质含量、矿物成分以及水分。其中，有机质是决定页岩吸附甲烷能力的关键因素，其内部微孔结构能通过范德华力吸附甲烷分子。而无吸附能力的矿物和水分则可能通过占据吸附位点，间接影响页岩的吸附性能。 在微观层面，影响吸附的参数主要包括分子密度、吸附位以及特定的物理特性，如狭缝孔孔径和甲烷分子尺寸。通过使用分子模拟软件MS（可能是指Materials Studio），研究人员进行了等温吸附模拟，特别是在323K的温度条件下，模拟了凤参1井的甲烷吸附情况。压力设定在0到30MPa范围内，模拟结果与实验数据的偏差较小，这可能是因为页岩中的黏土矿物等其他成分也对甲烷具有一定的吸附作用。 总结来说，该研究揭示了井下拱形巷道风速分布的规律，并深入探讨了页岩吸附甲烷的机制，强调了有机质、矿物成分和水分对吸附性能的影响。此外，通过数值模拟，验证了模型预测的准确性，为理解和改善页岩气储层的甲烷吸附特性提供了理论基础。这些发现对于煤炭行业，尤其是矿井通风和页岩气开采的工程实践具有重要的指导意义。 参考文献未在此处列出，但它们可能包含了更多关于甲烷吸附模型、煤层气流动微观机制以及活性炭微孔尺寸模拟等相关领域的研究。