[发明专利]一种基于变形几何的采空区漏风流场动态数值模拟方法

摘要

本发明提供一种基于变形几何的采空区漏风流场动态数值模拟方法，包括：根据以每日平均推进速度开采一天后所形成的采空区，建立采煤工作面开采的初始采空区几何模型；设定采空区自由变形区域、固定边界、移动边界；设置采空区漏风流场；将初始采空区几何模型划分网格并开展采空区漏风场数值模拟计算；以每日平均推进速度逐步推进采空区几何模型并重新剖分网格并开展采空区漏风场数值模拟计算，直至推进至停采线或未至停采线但达到设定停止计算时间。本方法采用变形几何控制采煤工作面和采空区边界移动和区域变化的动态演化过程，采用自由和多孔介质流体流动控制工作面和采空区的流场，二者耦合计算描述采空区漏风流场动态变化和分布规律。

主权项

1.一种基于变形几何的采空区漏风流场动态数值模拟方法，其特征在于，包括：根据以每日平均推进速度开采一天后所形成的采空区，建立采煤工作面开采的初始采空区几何模型：以每日平均推进速度为采空区长度增加速率，基于变形几何控制采空区几何模型随采煤工作面的回采后推而延长，设置采煤工作面的进风巷和回风巷；设定采空区自由变形区域、采空区固定边界、采空区移动边界；设置采空区漏风流场：将采空区设置为多孔介质流动区域，将采煤工作面设置为自由流体流动区域，采空区岩石碎胀系数为随采煤工作面推进速度、推进时间、y坐标控制的变量，采空区冒落煤岩的孔隙率、渗透率、遗煤厚度为随采空区岩石碎胀系数变化的变量；采煤工作面的进风巷为风速控制边界，采煤工作面的回风巷为风压控制边界，采用风压差逐点沿程控制采空区外边界的风压分布；将初始采空区几何模型划分网格并开展采空区漏风场数值模拟计算，包括采空区岩石碎胀系数计算、采空区冒落煤岩的孔隙率、渗透率、遗煤厚度、风压、漏风速度计算；以每日平均推进速度逐步推进采空区几何模型并重新剖分网格并开展采空区漏风场数值模拟计算， 直至推进至停采线或未至停采线但达到设定停止计算时间时完成采空区漏风流场数值计算。