sigmoid函数驱动的采空区渗透率模型与瓦斯流场模拟：实例与应用

本文主要探讨了基于sigmoid函数的采空区渗透率模型在瓦斯流场模拟中的应用，针对综放开采工作面的高抽巷对瓦斯流动控制作用进行深入研究。作者首先构建了一个三维非均质的采空区渗透率模型，这个模型的关键在于其参数能够准确反映采空区的分区和分带特性，这对于理解和预测瓦斯运动行为至关重要。 研究以塔山煤矿特厚煤层厚硬顶板条件下的综放工作面为例，由于缺乏传统的“三带”高度经验公式，研究人员选择使用离散元方法来分析采空区的分区和分带结构。这种方法能提供更精细的细节和更精确的数值模拟，特别是在复杂的地质条件下，如厚硬顶板综放开采情况下。 通过模型与现场监测数据的对比，研究者验证了所建渗透率模型的准确性。结果显示，离散元模拟在处理厚硬顶板综放开采条件下的采空区特性时，其结果相较于传统的经验公式更为准确。这表明，采用数值模拟技术能够更好地揭示采动覆岩的实际形态特征，为优化矿井瓦斯管理提供科学依据。 进一步，文章结合计算流体动力学(CFD)模拟，探讨了高抽巷对采空区内的流态和瓦斯浓度分布的影响。高抽巷的存在有效地改善了瓦斯流动的动态平衡，减轻了隅角瓦斯超限的风险，这是在实际生产中防止瓦斯灾害的重要措施。 总结来说，本文的研究成果对于理解和优化综放开采工作面的瓦斯控制策略具有重要意义，特别是对于采用新技术如离散元模拟和CFD模拟进行复杂地质条件下的瓦斯流场模拟，提供了宝贵的经验和理论支持。这不仅有助于提升煤矿开采过程的安全性，也有助于行业的持续发展和技术进步。