矿井采空区漏风问题的迎风有限元求解技术及其应用

论文摘要

为模拟矿井采空区漏风引起的煤自燃与瓦斯问题,建立了采空区"瓦斯-氧"对流扩散过程的迎风有限元统一求解模型。分析了基于伽辽金法的采空区流场有限元求解技术。给出了采空区"瓦斯-氧"对流扩散过程的统一模型,针对标准伽辽金有限元法求解统一模型时计算结果振荡的问题,采用迎风有限元方法得到模型的稳定解。基于三角形单元离散的采空区,给出了以所有节点的压力以及气体浓度为未知数的控制方程组。使用VC++开发了模拟软件,采用典型算例对软件的稳定性与实用性进行了验证,模拟结果表明:煤自燃耗氧导致采空区氧浓度降低,可爆瓦斯浓度范围5%～15%不再适用,采空区内具有瓦斯爆炸危险性覆盖的区域随遗煤耗氧与瓦斯涌出情况而动态变化;开发的软件可以直接划定采空区内煤自燃三带及具有爆炸危险性的采空区区域。

论文目录

• 0 引言
• 1 采空区渗流特性参数分布规律
• 2 采空区漏风问题的定解模型
•   2.1 采空区流场非线性渗流定解模型
•   2.2 采空区中“瓦斯-氧”运移的定解模型
•     2.2.1 采空区瓦斯涌出与耗氧强度
•     2.2.2 采空区中“瓦斯-氧”运移的数学模型
• 3“瓦斯-氧”对流扩散迎风有限元解算法
•   3.1 用伽辽金法求采空区流场
•   3.2 采空区“瓦斯-氧”运移的迎风有限元法
• 4 应用实例
•   4.1 模型实现与算例概况
•   4.2 计算结果
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 吴奉亮,李智胜,常心坦

关键词: 矿业工程,采空区漏风,煤自燃,瓦斯,迎风有限元

来源: 西安科技大学学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

单位: 西安科技大学安全科学与工程学院,西安科技大学西部矿井开采与灾害防治教育重点实验室

基金: 国家自然科学基金(51574193),陕西省自然科学基础研究计划(2017JM5039),西安科技大学教学改革研究(2016YY11,JG16018)

分类号: TD728

DOI: 10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2019.0208

页码: 234-240

总页数: 7

文件大小: 333K

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