综放工作面采空区自然发火三维数值模拟研究
| 摘要 | 第1页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 详细摘要 | 第6-9页 |
| Detailed Abstract | 第9-16页 |
| 1 绪论 | 第16-24页 |
| ·选题依据与研究意义 | 第16-17页 |
| ·国内外研究现状及存在的问题 | 第17-20页 |
| ·煤自燃实验及实验装置研究现状 | 第17-18页 |
| ·煤自燃模型及数值模拟研究现状 | 第18-20页 |
| ·目前研究存在的问题 | 第20页 |
| ·课题研究目标和内容 | 第20-21页 |
| ·研究方法和技术路线 | 第21-24页 |
| ·研究方法 | 第21-22页 |
| ·技术路线 | 第22-24页 |
| 2 采空区自然发火三维数学模型研究 | 第24-38页 |
| ·采空区流场模型 | 第24-30页 |
| ·达西定律 | 第24-28页 |
| ·流场控制方程 | 第28-29页 |
| ·边界条件 | 第29-30页 |
| ·采空区氧浓度场模型 | 第30-33页 |
| ·Fick定律 | 第30页 |
| ·采空区氧浓度场模型 | 第30-31页 |
| ·边界条件 | 第31-33页 |
| ·采空区温度场模型 | 第33-36页 |
| ·傅里叶定律 | 第33页 |
| ·温度场模型 | 第33-35页 |
| ·边界条件 | 第35-36页 |
| ·采空区三维自然发火模型 | 第36-37页 |
| ·采空区三维自然发火模型 | 第36页 |
| ·边界条件 | 第36-37页 |
| ·本章小结 | 第37-38页 |
| 3 采空区自然发火模型参数研究 | 第38-56页 |
| ·煤(岩)导热系数测定 | 第38-41页 |
| ·实验系统 | 第38页 |
| ·实验过程 | 第38-39页 |
| ·实验结果及分析 | 第39-41页 |
| ·煤的氧化升温实验 | 第41-45页 |
| ·CSC-B2煤低温自燃实验系统 | 第41-43页 |
| ·实验方法及实验过程 | 第43页 |
| ·实验结果及分析 | 第43-45页 |
| ·煤的耗氧速率分析 | 第45-47页 |
| ·耗氧速率计算 | 第45-47页 |
| ·耗氧速率线性回归分析 | 第47页 |
| ·煤的放热强度分析 | 第47-50页 |
| ·煤的放热强度计算 | 第47-49页 |
| ·放热强度线性回归分析 | 第49-50页 |
| ·三维采空区渗流参数分析 | 第50-54页 |
| ·空隙率和渗透系数 | 第50-51页 |
| ·采空区岩石冒落特征 | 第51-52页 |
| ·渗透系数分布经验公式 | 第52-54页 |
| ·本章小结 | 第54-56页 |
| 4 三维问题有限体积法研究 | 第56-72页 |
| ·改进后的有限体积法 | 第56-65页 |
| ·导热微分方程 | 第56-57页 |
| ·内部节点求解 | 第57-63页 |
| ·边界节点求解 | 第63-65页 |
| ·有限单元法求解 | 第65-69页 |
| ·内部单元的求解 | 第65-69页 |
| ·边界单元的求解 | 第69页 |
| ·有限单元法与有限体积法的比较 | 第69-70页 |
| ·本章小结 | 第70-72页 |
| 5 三维自然发火模型有限体积法求解 | 第72-90页 |
| ·采空区气体流场模型离散化 | 第72-77页 |
| ·插值函数与控制体的选取 | 第72-73页 |
| ·流场方程离散及合成 | 第73-76页 |
| ·采空区流场速度方程 | 第76页 |
| ·采空区流场边界条件 | 第76-77页 |
| ·采空区氧气浓度场模型离散化 | 第77-81页 |
| ·插值函数与控制体的选取 | 第77-78页 |
| ·氧浓度场方程离散及合成 | 第78-81页 |
| ·采空区氧浓度场边界条件 | 第81页 |
| ·采空区温度场模型离散化 | 第81-88页 |
| ·插值函数与控制体选取 | 第81-82页 |
| ·冒落岩石温度场方程离散及合成 | 第82-84页 |
| ·固体间气体温度场方程离散及合成 | 第84-87页 |
| ·采空区温度场的边界条件 | 第87-88页 |
| ·本章小结 | 第88-90页 |
| 6 三维采空区自然发火模拟软件 | 第90-110页 |
| ·程序设计 | 第90-100页 |
| ·解算区域及网格划分 | 第90-93页 |
| ·线性方程组求解方法 | 第93-96页 |
| ·系数矩阵的存储和调用 | 第96-99页 |
| ·程序流程图 | 第99-100页 |
| ·自燃参数确定及软件界面 | 第100-102页 |
| ·关键自燃参数确定 | 第100页 |
| ·软件界面及功能介绍 | 第100-102页 |
| ·同忻矿首采工作面自然发火模拟 | 第102-108页 |
| ·同忻矿实例模拟解算结果 | 第102-106页 |
| ·推进速度对自燃的影响 | 第106-108页 |
| ·本章小结 | 第108-110页 |
| 7 同忻矿现场观测研究 | 第110-124页 |
| ·同忻矿概况 | 第110-114页 |
| ·交通位置 | 第110-111页 |
| ·煤层及煤质情况 | 第111-112页 |
| ·瓦斯、煤尘、自燃及地温 | 第112-113页 |
| ·开拓开采方式 | 第113页 |
| ·首采工作面概况 | 第113-114页 |
| ·工作面参数监测 | 第114-118页 |
| ·工作面温度监测 | 第114-115页 |
| ·工作而CH_4浓度监测 | 第115-116页 |
| ·工作面CO浓度监测 | 第116-118页 |
| ·自然发火现场观测 | 第118-120页 |
| ·测温系统 | 第118页 |
| ·测温系统布置 | 第118-120页 |
| ·采空区测温结果分析 | 第120-123页 |
| ·采空区温度测试 | 第120-121页 |
| ·采空区测试温度分析 | 第121-122页 |
| ·实测值与模拟结果对比分析 | 第122-123页 |
| ·本章小结 | 第123-124页 |
| 8 结论和展望 | 第124-128页 |
| ·主要结论 | 第124-125页 |
| ·创新点 | 第125-126页 |
| ·下一步工作展望 | 第126-128页 |
| 参考文献 | 第128-134页 |
| 致谢 | 第134-136页 |
| 作者简介 | 第136-137页 |
