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综放面采空区瓦斯流场特征的数值模拟研究
综放面采空区瓦斯流场特征的数值模拟研究
摘要：随着煤矿井下采煤技术的快速发展，综放面采空区瓦斯爆炸事故的风险也日益增加。研究采空区瓦斯流场特征对于预防瓦斯事故具有重要意义。本文基于数值模拟方法，研究综放面采空区瓦斯流场特征，为安全采矿提供科学依据。
关键词：综放面；采空区；瓦斯流场；数值模拟
1.引言
综放面采空区是传统采煤工艺中的一个重要环节，也是瓦斯积聚和爆炸的高危区域。瓦斯爆炸事故严重威胁矿工的生命安全和矿井的正常生产，因此研究综放面采空区瓦斯流场特征对于预防瓦斯事故具有重要意义。
2.相关工作
瓦斯流场研究是瓦斯灾害防治的核心内容之一。传统的瓦斯流动研究主要依靠实验探测和现场观测，受到条件和局限性的限制。随着计算机技术的发展和数值模拟方法的成熟，数值模拟研究成为了瓦斯流场研究的重要手段之一。
3.研究方法
本文采用计算流体力学（CFD）方法对综放面采空区瓦斯流场进行数值模拟。首先，建立综放面采空区瓦斯流动的物理数学模型，包括瓦斯流动方程、质量守恒方程和动量守恒方程等。然后，采用网格划分方法将瓦斯流场划分为有限个小单元，对每个单元内的流动进行求解。最后，利用计算机进行数值计算和分析，得到综放面采空区瓦斯流场的特征参数。
4.数值模拟结果分析
通过数值模拟，得到了综放面采空区瓦斯流场的速度分布、浓度分布和压力分布等特征参数。分析结果发现，在综放面附近会存在瓦斯流动的集中区域，这是由于采空区存在瓦斯积聚的原因。此外，流场整体上呈现出速度逐渐增大、浓度逐渐减小的趋势。进一步分析表明，综放面采空区的形状、瓦斯产量和通风条件等因素对瓦斯流场的特征有着重要影响。
5.结果讨论和安全应用
通过数值模拟研究，我们对综放面采空区瓦斯流场特征进行了初步分析，并探讨了影响瓦斯流场的因素。研究结果对于瓦斯防治措施和采空区通风设计具有一定的指导意义。针对研究结果，我们可以适时采取相应的安全措施，提高综放面采空区的安全性。
6.结论
本文通过数值模拟研究综放面采空区瓦斯流场特征，得到了流场的速度分布、浓度分布和压力分布等重要参数。研究结果表明，综放面采空区的形状、瓦斯产量和通风条件等因素对瓦斯流场的特征有着重要影响。研究成果为综放面采空区的瓦斯防治和安全生产提供了科学依据。
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