高瓦斯综采工作面瓦斯运移数值模拟与治理策略

"高瓦斯综采工作面煤层瓦斯运移机制数值仿真——通过建立采场瓦斯运移数学模型，应用CFD技术和空度分布函数，对高瓦斯综采工作面的瓦斯风流场和浓度场进行数值模拟，研究单独使用专用尾巷疏导瓦斯以及结合抽采瓦斯的两种条件下瓦斯治理的效果，结果显示，采空区回风侧联络巷尾巷排放瓦斯配合采空区抽采对回风隅角瓦斯治理效果显著。" 在煤炭开采过程中，高瓦斯问题一直是一个重大的安全挑战。该研究主要关注的是高瓦斯综采工作面的煤层瓦斯运移机制，旨在通过科学的方法来有效控制和治理瓦斯，确保煤矿安全生产。基于渗流力学原理，研究人员构建了一个采场瓦斯运移的数学模型，这是理解瓦斯流动行为的基础。渗流力学是流体力学的一个分支，主要研究多孔介质中的流体运动，对于理解和预测矿井瓦斯的运动规律具有重要作用。 在模型建立的基础上，研究采用了计算流体动力学（CFD）技术。CFD是一种强大的工具，能够对复杂流体系统进行数值模拟，解决非连续空间区域的方程。在此研究中，它被用来模拟采场内的瓦斯流动和浓度分布情况，包括单独利用专用尾巷疏导瓦斯的状况以及尾巷疏导与抽采瓦斯相结合的情况。这两种策略都是为了优化瓦斯排放，降低回风隅角的瓦斯积聚，提高矿井的安全性。 空度分布函数的应用则进一步细化了模拟的精确性，使得模型能够更准确地反映不连续空间区域内的瓦斯流动特性。空度分布函数描述了孔隙空间的连通性和非均匀性，这对于理解瓦斯在复杂地质结构中的运移至关重要。 研究结果显示，将采空区回风侧联络巷的尾巷排放瓦斯与采空区抽采相结合的策略，能显著改善回风隅角的瓦斯治理效果。这一发现对于实际煤矿瓦斯治理具有重要指导意义，可能成为未来高瓦斯工作面瓦斯控制的新方法。 这篇研究不仅深入探讨了高瓦斯综采工作面的瓦斯运移机制，还提出了有效的数值模拟方法和治理策略，对提升煤矿安全水平，防止瓦斯事故的发生具有重大理论价值和实践意义。其结论可以为煤矿企业的瓦斯防治工作提供科学依据和技术支持，进一步推动我国煤矿安全技术的发展。