U型与J型通风采空区瓦斯浓度差异及流场模拟

"U型与J型通风采空区流场数值模拟研究" 本文主要探讨了两种不同通风方式——U型通风和J型通风在采空区瓦斯管理中的应用及其对流场运移规律的影响。作者通过建立二维模型，并利用Fluent软件进行数值模拟，以深入理解这两种通风方式下的瓦斯分布和流动特性。 首先，无论是U型通风还是J型通风，沿着采空区走向，瓦斯浓度都会逐渐增加。然而，U型通风下，采空区深部的瓦斯浓度显著高于J型通风，达到80%以上，而J型通风时，该区域的瓦斯浓度通常保持在10%左右。这表明，U型通风可能造成更严重的瓦斯积聚问题。 在J型通风条件下，漏风风流会将瓦斯带向采空区深处，导致工作面上隅角的瓦斯浓度较低，大约在0.1%至0.2%之间。相比之下，U型通风的部分漏风风流在经过采空区后会再次携带瓦斯返回工作面，使得上隅角的瓦斯浓度上升到1%至5%。这表明，J型通风在防止上隅角瓦斯积聚方面表现更优。 采空区的瓦斯管理是煤矿安全生产的关键环节，特别是在大型综采设备广泛应用的背景下，工作面推进速度快，采空区规模扩大，瓦斯涌出量也随之增加。因此，有效控制采空区瓦斯分布和减少瓦斯风险至关重要。 国内外学者对此领域进行了广泛研究。例如，Wendt和Balusu使用CFD软件研究了立井抽放矿井的采空区瓦斯分布；林柏泉关注了风流对采空区瓦斯浓度分布的影响；吴玉国等人讨论了双U型通风下采空区瓦斯运移特点；何磊等分析了Y型通风条件下的采空区瓦斯分布规律；李宗翔等人则在W型通风下研究了垮落岩石对风流的影响；杨明等人则对U型通风进行了深入研究。 U型通风和J型通风各有优缺点，U型通风可能导致更严重的瓦斯积聚，尤其是在采空区深部，而J型通风则相对能更好地控制上隅角瓦斯浓度。因此，在实际操作中，应根据矿井的具体条件选择合适的通风方式，以确保煤矿的安全和效率。