采空區(qū)氣體多場耦合理論及應用

第1章 緒論
1.1　研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
1.2.1 采空區(qū)氣體流動研究現(xiàn)狀
1.2.2 瓦斯燃燒爆炸研究現(xiàn)狀
1.3 研究內(nèi)容、研究方法和技術路線
1.3.1 主要研究內(nèi)容
1.3.2 研究方法
1.3.3 技術路線
第2章 采空區(qū)氣體滲流規(guī)律研究
2.1　引言
2.2 采空區(qū)介質(zhì)及其滲流特性
2.2.1 采空區(qū)介質(zhì)
2.2.2 多孔介質(zhì)的基本參數(shù)
2.2.3 采場裂隙形成理論
2.2.4 滲流和滲流速度
2.3 采空區(qū)內(nèi)主要氣體組分
2.4 瓦斯涌出和運移規(guī)律
2.4.1 采空區(qū)瓦斯涌出源分析
2.4.2 采動卸壓瓦斯運移和積聚規(guī)律
2.4.3 瓦斯擴散運動規(guī)律
2.4.4 瓦斯升浮現(xiàn)象
2.4.5 瓦斯積聚
2.5 采空區(qū)氣體滲流模型
2.5.1 連續(xù)性方程
2.5.2 動量守恒方程
2.5.3 湍流輸運模型
2.5.4 組分守恒方程
2.5.5 狀態(tài)方程
2.6 采空區(qū)氣測滲透率的測量實驗
2.6.1 實驗目的和方案
2.6.2 滲透率計算理論
2.6.3 實驗裝置和試樣制備
2.6.4 實驗步驟
2.6.5 實驗結果和分析
2.6.6 采空區(qū)多孔介質(zhì)滲透率與孔隙率的關系方程
2.6.7 主要結論
2.7 本章小結
第3章 采空區(qū)瓦斯?jié)B流和傳熱的大尺寸實驗研究
3.1 引言
3.2 實驗目的和方案
3.3 實驗裝置
3.3.1 實驗臺機械系統(tǒng)
3.3.2 實驗臺瓦斯供氣系統(tǒng)
3.3.3 實驗臺液壓系統(tǒng)
3.3.4 實驗臺電氣系統(tǒng)
3.3.5 實驗臺數(shù)據(jù)信息采集分析系統(tǒng)
3.4 實驗步驟和結果
3.4.1 實驗模型設計
3.4.2 實驗步驟
3.4.3 實驗結果和分析
3.4.4 孔隙率的空間分布方程
3.4.5 滲透率的空間分布方程
3.5 現(xiàn)場觀測
3.5.1 工作面概況
3.5.2 測點布置
3.5.3 觀測參數(shù)和檢測儀器儀表
3.5.4 現(xiàn)場觀測的結果和分析
3.6 實驗結果與現(xiàn)場觀測結果的比對分析
3.7 本章小結
第4章 采空區(qū)氣體滲流場和濃度場耦合數(shù)值模擬研究
4.1 引言
4.2 ＣＦＤ模擬和場模擬原理
4.2.1 數(shù)值模擬
4.2.2 ＣＦＤ模擬
4.2.3 場模擬
4.3 ＦＬＵＥＮＴ軟件概述
4.3.1 ＦＬＵＥＮＴ軟件模塊和Ｔｅｃｐｌｏｔ后處理軟件
4.3.2 ＦＬＵＥＮＴ軟件在本書數(shù)值模擬中的應用
4.4 采空區(qū)氣體滲流場和濃度場耦合數(shù)值模擬
4.4.1 物理模型構建和邊界條件設定
4.4.2 基本守恒方程組
4.4.3 方程組的離散和數(shù)值解算方法
4.4.4 氣體壓力分布規(guī)律
4.4.5 氣體流場規(guī)律
4.4.6 氣體組分濃度分布規(guī)律
4.4.7 采空區(qū)遺煤氧化自燃帶的確定
4.5 本章小結
第5章 采空區(qū)氣體傳熱理論
5.1 引言
5.2 采空區(qū)傳熱的基本形式
5.2.1 熱傳導
5.2.2 熱對流
5.2.3 熱輻射
5.3 采空區(qū)的高溫源
5.3.1 采空區(qū)高溫源產(chǎn)生機理
5.3.2 高溫源位置
5.4 溫度引起的瓦斯升浮現(xiàn)象
5.5 化學反應模型
5.5.1 化學反應模型理論
5.5.2 常用的化學反應模型
5.6 采空區(qū)自燃前后氣體組分的變化
5.6.1 主要氣體的組分濃度變化
5.6.2 火源燃燒狀態(tài)的氣體判別指標
5.7 采空區(qū)多孔介質(zhì)能量方程
5.7.1 簡單情況下的多孔介質(zhì)能量方程
5.7.2 較為復雜情況下的多孔介質(zhì)能量方程
5.7.3 采空區(qū)多孔介質(zhì)的能量方程
5.8 采空區(qū)滲流場、濃度場和溫度場耦合模型
5.9 本章小結
第6章 采空區(qū)氣體多場耦合數(shù)值模擬研究
6.1 高溫源和邊界條件的設定
6.2 物理模型構建和假設
6.3 計算模型的選取
6.4 方程組的離散和數(shù)值解算方法
6.5 計算結果和討論
6.5.1 受自燃影響的氣體壓力分布規(guī)律
6.5.2 受自燃影響的氣體滲流場規(guī)律
6.5.3 受自燃影響的氣體溫度分布規(guī)律
6.5.4 受自燃影響的氣體組分濃度分布規(guī)律
6.6 實驗、現(xiàn)場觀測與模擬結果的比對分析
6.7 研究成果對煤礦安全的指導意義
6.8 本章小結
第7章 主要結論和展望
7.1 主要研究工作和結論
7.2　研究工作展望150參考文獻
……