随着煤矿瓦斯防治工作的逐步深入和瓦斯治理措施的逐步规范,煤矿瓦斯事故呈稳定下降趋势,但在煤矿生产事故统计中,瓦斯事故却还一直占据较大的比例,因此需深入掌握矿井工作面风流中的瓦斯分布,通过优化通风方案、合理配风以减少瓦斯事故的发生。采用计算流体动力学(CFD)方法对掘进工作面的风流流场及瓦斯分布进行数值模拟,分析掘进工作面的风流流场及瓦斯分布状态。

通过建立U型通风采场物理模型,应用Fluent软件模拟U型通风下的采空区瓦斯浓度分布规律,通过监测不同迭代次数时的采空区进风侧、中部、回风侧3条线上瓦斯浓度变化规律,以及对比迭代不同次数时采空区瓦斯涌出量数值模拟结果和实际瓦斯涌出量的差别,分析了在进行数值解算时迭代次数的合理选取及确定方法。研究表明:数值模拟迭代次数对模拟解算结果有重要影响,通过监测迭代不同次数时采空区某一位置处所求变量的变化规律,以及验证模拟结果是否满足质量守恒定律,能够确定合理的迭代次数,从而得到稳定正确的模拟结果。

为研究淮北矿区煤层小构造不同部位应力分布状态对采掘过程中瓦斯涌出量变化的影响,选取淮北矿区小构造典型发育的刘桥一矿作为研究对象,通过区域构造分析,认为煤层瓦斯赋存受各级褶曲构造影响;选取该区域中具有小型褶曲构造掘进工作面进行数值模拟,并将掘进过程中瓦斯涌出量变化情况同模拟结果进行对比,结果表明:运用数值模拟方法分析小构造对采掘过程中瓦斯涌出量变化的影响具有可行性。