采空区多参数气-固耦合渗流模拟

作     者：王月红 温佳丽 秦跃平 张九零 

作者机构：河北联合大学矿业工程学院河北省矿业开发与安全技术实验室河北唐山063009 中国矿业大学资源与安全工程学院北京100083 

出 版 物：《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 (Journal of Liaoning Technical University (Natural Science))

年 卷 期：2012年第31卷第5期

页      面：760-764页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50474080)(51174211) 河北科技支撑资助项目(10277112D) 

主　　题：采空区 渗流 气-固耦合 有限体积法 孔隙度 渗透率 自然发火 模拟 

摘      要：针对由于采空区内非均匀孔隙介质的存在,造成采空区风流动态流动的复杂性,在渗流力学与气-固理论相结合的基础上,采用理论分析、软件模拟以及实例验证等方法,分析了采空区内孔隙度变化规律以及多参数渗流连续数学模型;基于高效的有限体积算法,进行了数值解算,并编制了模拟软件,研究结果表明:采空区内渗透率整体呈现U型筛分布,在进风口和回风口处最大,随着采空区深度的增加渗透率逐渐变小;压力呈扇型分布,在进风口处最大,随着向采空区延伸,压力变化逐渐趋近于零;采空区内渗流速度呈弧型分布,靠近工作面的区域漏风较强,随着向采空区延伸,漏风速度逐渐趋近于零;同时对模拟结果进行了三维和二维演示,使问题更清晰、直观明确,为辅助分析采空区瓦斯排放、自然发火、注氮灭火、大面积均压调压等诸多安全问题提供保障.