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工作面采动瓦斯流场分布规律研究
工作面采动瓦斯流场分布规律研究
煤矿开采过程中，瓦斯是一种常见的危险气体。对于煤矿工人来说，瓦斯意外事故可能导致极其严重的后果甚至致命。因此，煤矿企业需要经常测量瓦斯浓度，并采取措施控制危险程度。本文旨在研究煤矿工作面采动过程中瓦斯流场分布规律，以便更好地控制瓦斯爆炸的风险。
1.研究方法
本文采用基于计算流体力学(CFD)方法的计算工具，通过分析数值计算模型来研究煤矿工作面采动过程中的瓦斯流场分布规律。
首先，建立三维模型，包括采煤机、输送带、通风管道、支护等。然后，将采动煤矸石、割煤机工作过程及瓦斯流动等过程进行模拟计算，并分析在采取不同的通风方案和采煤机参数的情况下瓦斯浓度分布情况。
2.研究结果
通过数值模拟计算，我们得出如下结论：
（1）在采煤前，顶板上的瓦斯区域和底板的瓦斯区域较为集中，工作面两侧也有少量的瓦斯。
（2）采煤过程中，瓦斯的分布范围随着时间的推移而不断扩大。采煤机的工作时，底板瓦斯积聚得更多，煤岩破碎后，顶板的瓦斯也会释放出来。此外，瓦斯也可能集中于采煤机底部和两侧，随后在瓦斯管道中向大气中排放。
（3）在不同的通风方案和采煤机参数下，瓦斯浓度分布情况有所不同。在采用较为合理的通风方案和采煤机参数的情况下，瓦斯浓度大幅降低。例如，在增加强制通风机数量以及优化通风管道布局的情况下，瓦斯浓度下降了20%以上。此外，提高采煤机使用效率和降低机械磨损等方法也可以降低瓦斯浓度。
3.结论
本文通过CFD模拟计算分析了工作面采动过程中的瓦斯流场分布规律。我们发现，在煤矿开采中，瓦斯浓度分布情况与通风和采煤机参数密切相关。因此，我们建议企业在煤矿生产过程中，要注意选择最优通风参数和采煤机参数，并不断地优化其参数以减少瓦斯浓度，从而避免瓦斯爆炸事故的发生。