移动坐标下采空区瓦斯流场与浓度分布研究

"移动坐标下采空区流场及遗煤瓦斯浓度场分布" 这篇科研文章探讨了在"U"型通风方式下，采空区流场和遗煤瓦斯体积浓度场的分布规律。作者通过数值模拟和现场实测对比验证的方法，深入研究了这些现象。他们利用用户定义函数（UDF）接口，将工作面推进的过程整合到计算流体力学（CFD）计算模型中，从而构建了一个基于移动坐标的采空区遗煤瓦斯渗流计算模型。 文章中提到的关键知识点包括： 1. **U型通风方式**：这是一种常见的矿井通风方式，其中新鲜空气通过进风巷进入工作面，而含有瓦斯的废气则通过回风巷排出。这种通风模式对采空区瓦斯的控制至关重要。 2. **数值模拟**：作为研究工具，数值模拟允许研究人员在计算机上模拟真实环境，预测和分析流场和瓦斯浓度场的变化。UDF接口在此过程中起到了关键作用，允许自定义工作面动态变化的算法。 3. **用户定义函数（UDF）**：UDF是CFD软件中的一个功能，允许用户编写自己的函数来描述特定物理过程或边界条件，如工作面推进。 4. **移动坐标系统**：该方法适应了采空区随工作面推进而不断变化的特性，使模型能够更准确地模拟瓦斯在不同阶段的分布。 5. **采空区瓦斯体积浓度场**：这是指采空区内瓦斯的浓度分布情况，它受多种因素影响，如工作面推进速度、通风条件等。 6. **对比验证**：为了确保数值模拟的准确性，作者将模拟结果与平顶山煤业（集团）公司十矿的现场实测数据进行了比较。结果显示，当工作面推进速度快、进风巷风速小时，采空区和回风巷的瓦斯体积浓度会增加。 7. **现场实测**：实测数据是评估和校正数值模型的重要参考，提供了真实的矿井环境数据。 8. **瓦斯涌出**：文章关注的另一个关键点是瓦斯涌出量，这直接影响到矿井的安全。工作面推进速度和进风巷风速的改变可以显著影响瓦斯涌出的状况。 通过这项研究，我们可以理解到矿井通风管理和瓦斯控制策略对于防止瓦斯事故的重要性。同时，它也展示了如何利用高级的计算工具如数值模拟来解决复杂的矿井安全问题。未来的研究可能进一步探索优化通风策略以减少瓦斯风险。