采空区瓦斯渗流—扩散规律及数值模拟研究
崔崇斌1
元继光1
瞿虎2
陈巧军2
王朝乾2
曹明亮2
1.山西西山煤电股份有限公司 马兰煤矿,山西 古交 0302052.中国矿业大学 安全工程学院,江苏 徐州 221116
摘要：采空区瓦斯涌出是煤矿安全生产中的关键问题之一,其规律研究对瓦斯治理和资源利用具有重要意义.由于采空区的非均质性、裂隙网络复杂性及多因素耦合作用,准确描述瓦斯运移特征具有挑战性.为此,以马兰煤矿4304 工作面为研究对象,基于关键层理论及"O"形圈分布特征,构建了采空区的孔隙率模型,结合渗流—扩散数学模型,采用COMSOL Multiphysics软件对采空区瓦斯涌出过程进行数值模拟,系统分析了进风风速、回采速率及瓦斯解吸初速率对瓦斯涌出的影响.研究结果表明,采空区瓦斯浓度沿走向逐渐增高,回风侧瓦斯浓度显著高于进风侧,且回风侧开切眼处瓦斯浓度最高,达到68.04%,瓦斯涌出量为3.637 5 m3/min.研究结果为采空区瓦斯治理提供了理论依据.
关键词：瓦斯涌出数值模拟相似实验"O"形圈分布数学模型
分类号：TD712.5(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52074283)
论文发表日期：2025-08-25
在线出版日期：2025-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 1-8 )
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