基于LBM方法的瓦斯顺层抽放数值模拟分析.pdf

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1、Vo1．21，No．3第21卷第3期中国矿业CHINAMININGMAGAZINEMar．20122012年3月基于LBM方法的瓦斯顺层抽放数值模拟分析张继华，张开智，宋广朋。，王昌琪(1．毕节学院资源与安全工程学院，贵州毕节551700；2．山东科技大学灾害预测与控制重点实验室，山东青岛266510；3．山东能源临沂矿业集团有限责任公司，山东临沂276017)摘要：根据格子玻尔兹曼(LBM)计算技术以及相应渗流理论，对顺层抽放条件下，裂隙煤体内瓦斯流动这一渗流问题进行了数值模拟研究，并对瓦斯压力在空间上的

2、分布规律进行了深入的研究。以流场内瓦斯压力分布及瓦斯平均压力作为评价抽放效率的依据。结果表明，瓦斯压力分布、抽放效率与抽放孔长度、抽放孔间距、抽放负压、抽放时间步长有关。而且，抽放孔长度、抽放孔间距对瓦斯压力的分布影响较大，这与已有的理论分析和实测的结果相吻合。在预抽工作面进行了工业试验，通过改变抽放负压，检验了实际的抽放效果。研究结果表明LBM方法可为抽放条件下瓦斯在煤层中的运移规律提供新的研究途径，对瓦斯抽放有较大的指导意义。关键词：格子波尔兹曼方法；瓦斯顺层抽放；数值模拟；压力分布；抽放效率中图分类号

3、：TD712文献标识码：B文章编号：1004—4051(2012)O3一O123～O4NumericalsimulationofgasdrainagealongbeddingbasedonLatticeBoltzmannMethodZHANGji—hua，ZHANGKai～zhi’，SONGGuang—peng。，WANGChang—qi(1．SchoolofResourcesandSafetyEngineering，BijieUniversity，Bijie551700，China；2．KeyLabora

4、toryofMineDisasterPreventionandControl，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266510，China；3．LinyiShandongEnergyMiningGroupCo．，Ltd．，Linyi276017，China)Abstract：AccordingtotheLatticeBoltzmannMethodcomputingtechniqueandthecorrespondingper—colationthe

5、ory。thepercolationproblemofgasflowinsidefracturedcoa1bodyundertheconditionofgasdrainagealongbeddingwassimulated，andthegaspressuredistributioninspacewasfurtherresearchedaswel1．Pressuredistributionandaveragepressureinthegasflowwereseenasthebasisforevaluation

6、ofdrainageefficiency．Theresultsshowedthatthegaspressuredistributionanddrainageefficiencywerecon—nectedwithdrainageholelength，drainageholespacing，negativepressureofdrainageanddrainagetimestep．Besides，drainageholelengthandspacinginfluencedthegaspressuredistr

7、ibutioncomparativelyseri—OUS，whichtalliedwiththeexistingtheoreticalanalysisandexperimentalresults．Industrialexperimentwascarriedoutinthepre—drainageworkface．Inthisexperiment，theactualefficiencywastestedbychangingthenegativepressureofdrainage．Theresultsindi

8、catedthattheLBMtechniquewouldprovideanewapproachofresearchingthegasflowrulesincoalseamundertheconditionofgasdrainage，whichhaveagrea—tersignificancetOgasdrainage．Keywords：LatticeBoltzmannMethod；gasdrainagealon