炮采煤层工作面瓦斯涌出规律的数值模拟研究

研究煤层瓦斯在采动影响下的流动规律是煤矿安全生产的一个关键性问题.考虑爆破振动和固体骨架可压缩因素,建立了炮采煤层掘进面煤与瓦斯流固耦合数学模型.应用FLAC3D差分程序,利用fish语言将变化的孔隙率和渗透率引入到计算中,模拟了煤层在爆破振动作用下掘进面瓦斯流动规律.仿真结果表明:炮采煤层工作面处岩体受振动影响破坏程度较大,巷道顶板位移较小,岩体的破坏主要集中在工作面附近;煤层中的瓦斯压力由远处至工作面逐渐减小,距工作面5米以内的煤层瓦斯压力梯度较大;炮采时,掘进面附近瓦斯压力梯度较大,沿掘进方向孔隙压力呈非线性分布,机掘时,沿掘进方向孔隙压力呈线性分布.     

综采工作面厚层坚硬夹石爆破方法

为了解决大安山煤矿综采工作面出现大范围的厚层夹石、影响生产进度和安全的问题,分析了工作面夹石爆破机理,通过理论分析和现场试验确定夹石爆破参数.结果表明,工作面夹石爆破要严格控制钻孔的方向和层位,切实保证钻孔的合理装药量及其充填质量,可以保证爆破质量;受爆破作用影响,顺槽需要加强超前支护.     

“三软”厚煤层综放工作面矿压规律及支架适应性分析

通过对轩岗矿区某矿厚煤层综采放顶煤工作面矿压观测分析,得出"三软"厚煤层综采放顶煤开采工作面的矿压显现特征,综合评价其支架的适应性与工作状态,为工作面支架选型提供依据,对同类条件下综放工作面开采具有指导意义。     

倾斜煤层开采对底板突水影响的数值模拟

为了研究倾斜煤层开采条件下的突水规律,在考虑原岩应力、地质构造、地下水、采动影响等因素基础上,从应力场和渗流场共同作用的角度出发,研究含底板岩体在内的采场岩体系统的变形与破坏。研究结果表明,随着工作面的推进,底板岩层的破坏深度和范围加速增加。研究结论将数值模拟结果与工程实际进行比较分析,为寻求安全、经济的开采方法提供了理论依据。     

渗透动水压力作用下裂隙岩体渗流与应力耦合分析

针对裂隙岩体的渗透水压力使岩体应力产生非常大变化,同时应力变化也影响裂隙岩体渗透性。考虑岩体渗流和应力耦合分析是研究地下水活动规律的首要问题。当岩体以裂隙为主,且其分布较密集时,可将岩体系统看作等效连续多相介质体系。运用等效连续介质理论,建立了等效连续岩体渗流与应力耦合分析的数学模型,充分考虑了渗透水压力和裂隙的存在对岩体应力及孔隙裂隙水压力变化产生的影响。给出了渗流场与应力场耦合分析的工程算例。     

地下水溶质运移定解问题差分格式的稳定性分析

溶质在地下水中的运移问题用对流扩散方程来描述,因而应用该方程求解定解问题时必须对数学模型进行稳定性条件分析。本文采用矩阵理论证明了地下水污染物运移问题迎风差分格式稳定性条件,其显格式的稳定性条件为△t[2DL/(△x)^2 V/△x/≤1,隐式要格式无条件稳定,并以承压含水层为例,结合目前计算能力和数据可视化极强的MATLAB软件,对所给出的稳定性条件进行了分析和验证。结果表明,在满足稳定性条件的前提下,其计算结果与实际相符合。     

温度对煤的瓦斯吸附性能影响的试验研究

通过实验研究了不同温度、不同瓦斯压力情况下,煤的瓦斯吸附性能的变化规律,得出了当温度、瓦斯压力变化时,煤的瓦斯吸附曲线以及吸附常数随温度变化的数学关系式,为研究瓦斯在煤层中的赋存和流动规律提供了物理基础。     

非饱和-饱和区域中重金属污染物运移数值模拟

为了定量整体描述非饱和-饱和区域内水流及溶质迁移过程,在基于非饱和流动理论及溶质运移理论基础上,建立了非饱和-饱和区域内水流方程与重金属污染物运移方程耦合的数学模型。采用V-G模型来描述土壤水分特征函数.用Lagrange-Quadratic方法进行求解并给出模拟结果:分析结果表明,在非饱和-饱和区域内的压力水头、饱和度以及污染物阻滞因子等参数均随含水率的变化而改变,这是区别于饱和流的主要特点。     

采煤工作面瓦斯紊流扩散方程的建立及其探讨

建立了采煤工作面瓦斯三维紊流扩散方程,并对其进一步简化,得到了二维紊流扩散方程,同时提出了它们的应用条件,初步展望了它们在求解采煤工作面瓦斯浓度分布中的应用。     

水质耦合模型在农药对土壤包气带污染中应用

在综合考虑农药类污染物在非饱和土壤环境中的水动力弥散、吸附解吸及微生物降解等环境行为的前提下,建立土壤中农药类化学污染物迁移的耦合动力学模型,模型中充分考虑了溶质在土壤固体骨架上非平衡吸附作用,并对农药阿特拉津在土壤中的运移过程进行了数值模拟,对模型中的几个重要参数(含水率、吸附速率和水动力弥散系数)进行了灵敏度分析;结果表明,土壤水分含量变化对农药类污染物质在环境介质中迁移转化起着重要作用.这对于定量化分析农药类污染物在土壤中迁移对地下水污染的潜在性影响提供了可靠的理论根据,同时可为现场农药环境污染评价提供技术支持.