高抽巷瓦斯治理：内错距离对流动耦合模型的影响

"高抽巷抽采瓦斯流动耦合模型及内错距离分析" 本文针对煤矿开采中常见的回风巷和上隅角瓦斯超限问题，深入探讨了高抽巷与回风巷的内错距离对其治理效果的影响。高抽巷是用于抽采采空区瓦斯的重要设施，其布置位置和内错距离的选择直接影响到瓦斯的抽取效率和采场的安全性。 在理论建模方面，研究人员基于Navier-Stokes方程（描述流体动力学的基础方程）、Brinkman方程（用于模拟流体在多孔介质中的流动）和平移-扩散方程以及Fick扩散定理（描述物质扩散现象），建立了一个全面的采场瓦斯流动耦合模型。这一模型考虑了瓦斯在采场内的复杂流动和扩散行为，旨在更准确地预测和控制瓦斯浓度分布。 利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics，研究人员模拟了无高抽巷情况以及不同内错距离下的瓦斯浓度和流场分布。通过对比分析，他们发现内错距离对采场瓦斯治理效果有显著影响。具体来说，采空区上方以及工作面上部的瓦斯浓度通常高于下部，而上隅角的平均瓦斯浓度与内错距离呈现“V”型关系。这意味着内错距离的选择至关重要，当距离约为30米时，上隅角和采空区上部的瓦斯浓度最低，瓦斯治理效果达到最佳。 为了验证模型的准确性，研究人员还对比了数值模拟结果与实际工程应用的情况，两者一致性较高，这进一步证明了所建立的瓦斯流动耦合模型的合理性和实用性。这一研究成果对于优化高抽巷的布置，减少瓦斯超限事故，提高煤矿安全生产水平具有重要的指导意义。 关键词：瓦斯流动耦合模型；Brinkman方程；高抽巷；内错距离；流场 中图分类号：TD712；文献标志码：A；文章编号：1003－496X(2014)06－0152－04 此研究不仅提供了理论支持，也为矿井瓦斯治理的工程实践提供了科学依据，有助于制定更有效的瓦斯抽采策略，降低瓦斯灾害风险，保障煤矿工人的生命安全和生产环境的稳定性。