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7151綜采工作面煤層注水效果模擬研究

2015-05-08 03:28:56駱大勇
江西煤炭科技 2015年4期
關鍵詞:效果

駱大勇

(重慶工程職業技術學院,重慶402260)

煤層注水是指用水預先濕潤煤體的一種減塵方法〔1,2,5〕,即煤體在開采之前,在煤體內打若干鉆孔,通過鉆孔向煤體注入壓力水,水均勻分布于煤層中的無數細微的裂隙和孔隙之中,使其滲入煤體內部,增加煤層水分,在開采時降低煤塵。合理的注水參數是決定注水效果的關鍵,而煤層注水效果影響的因素紛繁復雜。因此,選擇合理的煤層注水參數既重要,但又十分困難。利用Fluent數值模擬軟件對7151綜采工作面煤層注水效果進行了模擬研究,模擬結果與實際情況基本吻合,說明可以通過數值模擬方法選擇合理的煤層注水參數。

1 Fluent軟件簡介

Fluent是用于模擬具有復雜外形的流體流動以及熱傳導的計算機程序。它提供了完全的網格靈活性,可以使用非結構網格,例如二維三角形或四邊形網格、三維四面體/六面體/金字塔形網格來解決具有復雜外形的流動。甚至可以用混合型非結構網格。它允許根據具體情況對網格進行修改(細化/粗化)。Fluent是用C語言寫的,具有高效、靈活的特點。因此,動態內存分配,高效數據結構,靈活的解控制都是可能的。

2 水在煤體的流動規律

煤層是裂隙—孔隙發育的多孔介質,水在煤層中流動符合Darcy定律,假設水在裂隙中流動滿足Darcy流〔3-4〕,則對于各向異性介質的二維流動,Darcy定律為:

式中:q為比流矢量,I為水力坡度矢量,也稱水頭梯度,K為滲透系數,是二秩對稱張量。它在二維情況下可表示為:

在均質各向異性介質中,對于某一坐標軸方向的流動分量,不僅與同方向的水力坡度Ix要作出貢獻,其它方向的水力坡度Iy也要作出貢獻。……

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