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| 1 | 综放工作面采空区瓦斯涌出规律的数值模拟研究显示文摘采用迎风有限元数值模拟结合图形显示技术求解综放工作面采空区二维流场瓦斯涌出扩散方程 ,在放煤仿真边界条件下通过画面直观描绘放顶煤过程中瓦斯涌出及其分布动态变化过程 .讨论了通过模拟试验确定防止综放工作面瓦斯超限的技术措施 ,结合具体算例 ,提出在工作面设置移动调节风障和采用“双九一六”作业形式降低漏回风侧 (上行 ) | 李宗翔 | 2002 | 煤炭学报2002，27，2： | 83 |
| 2 | 采空区自然发火“三带”划分的数值模拟显示文摘结合实例,用迎风有限元方法求解了回采采空区漏风渗流方程和氧气渗流耗散方程,从理论上说明采空区氧浓度分布的不均衡性。用高氧浓度区与蓄热区迭加确定采空区自燃氧化带,以及在各种边界条件下自燃氧化带形状所发生的变化,得出自燃氧化带宽度与工作面风量近似呈负指数关系,由此导出采空区自然发火危险的判定条件。 | 李宗翔 许端平 刘立群 | 2002 | 辽宁工程技术大学学报(自然科学版)2002，21，5： | 88 |
| 3 | 采空区瓦斯涌出与自燃耦合基础研究显示文摘基于漏风渗流方程、多组分气体混溶-扩散方程和综合传热方程,建立采空区瓦斯和自燃耦合数学模型.通过现场实测获得基础数据,用G3程序(有限元数值方法)求解了在煤耗氧和瓦斯涌出共同环境下采空区瓦斯-氧浓度及温度的分布.结果表明,在单纯瓦斯涌出(无消耗氧)条件下,采空区氧被瓦斯稀释现象比较显著;采空区内高强度的瓦斯涌出能够使自燃氧化区域进一步缩小,削弱了煤的自燃氧化进程;自燃产生的热风压也能加剧工作面向采空区的漏风及对采空区内瓦斯的排放.耦合影响随工作面向采空区的漏风量的提高而相对降低. | 李宗翔 吴强 肖亚宁 | 2008 | 中国矿业大学学报2008，37，1： | 71 |
| 4 | 基于“O”型冒落及耗氧非均匀采空区自燃分布特征显示文摘从采空区自燃温度场计算角度,研究了基于'O'型冒落压实及耗氧非均匀性采空区自燃分布特征。建立了采空区非线性渗流-多组分气体-温度场和非均匀耗氧的数值模型,该模型考虑了矿井通风和工作面推进的动态变化;给出一种按'O'型圈压实分布来描述顶板岩层冒落的模型表达式;考虑到灌浆、灌注水、喷洒阻化剂和局部风流变化等导致采空区耗氧非均匀性,构造了阻化后耗氧非均匀0-1随机变化模型;模拟结果中表明(显示),尽管区域耗氧存在波动,阻化后的采空区整体耗氧能力在下降,表征温度有所降低,CO分布区域大大缩小,模拟结果符合现场实际情况。研究指出采空区耗氧非均匀性模型,能够解释实际采空区自燃升温的突变性和因素多变性的影响过程,成果对于工作面后方采空区遗留煤的防灭火工作起到了辅助指导作用。 | 李宗翔 衣刚 武建国 郭达 赵春景 赵丹 | 2012 | 煤炭学报2012，37，3： | 71 |
| 5 | 采空区遗煤自燃过程及其规律的数值模拟研究显示文摘基于非均质多孔介质中的连续性方程、多相气体渗流———扩散方程和综合传热方程,建立了工作面动态推进下的采空区自燃数值模型。结合实例,从理论上描绘了工作面开采过程中采空区的漏风流态、氧、CO、瓦斯和温度等分布状态及其动态过程。计算中考虑了瓦斯涌出对自燃的耦合作用;工作面动态推进对自燃的影响,以及沿边界冒落非压实性对漏风供氧、自燃高温区产生的影响。从理论上重点讨论了采空区自燃与各因素的定量化关系,得出自然发火期与煤氧化速度、工作面风量二者均呈显著的反比例关系;对于综放工作面采场漏风供氧系统,自然发火期主要取决于煤的耗氧能力,提高工作面风量仅能扩大自燃高温区的范围,增大自燃的发生几率;提高推进度能显著延长采空区自然发火期,呈指数变化。 | 李宗翔 | 2005 | 中国安全科学学报2005，15，6： | 55 |
| 6 | 采空区风流移动规律的数值模拟与可视化显示显示文摘采用有限元计算机数值模拟 ,结合图形显示技术 ,深入研究了采煤工作面采空区的风流移动规律及计算问题 ,求解了二维定常流场方程 ,并以图形方式绘出风压分布等值线和流线 ,迅速直观地反映出采空区流场风压的分布和风流流动状况 .重点讨论了工作面向采空区漏风的入、出变化情况 ,得到工作面漏向采空区的风量 qL 与工作面风量Q的关系 qL=aQ2 . | 李宗翔 海国治 秦书玉 | 2001 | 煤炭学报2001，26，1： | 59 |
| 7 | 盾构隧道掘进引起上方已建隧道的纵向变形研究显示文摘城市地铁隧道施工中经常遇到新建隧道下穿上方已建隧道的例子,如何提前预测已建隧道的纵向变形是目前工程界普遍关心的问题。基于能够考虑土体变形连续性的Kerr地基梁理论,分别将已建隧道简化为欧拉伯努利梁和铁木辛柯梁,将新建隧道对已建隧道的作用简化为高斯分布荷载,建立了新建隧道施工对上方已建隧道影响的解析分析方法;并利用离心机试验结果进行了验证。分析了地层损失率、荷载形状参数和隧道与土体相对抗弯刚度对已建隧道纵向变形的影响。探讨了隧道剪切刚度对隧道纵向变形的影响。研究发现,当隧道剪切刚度趋于无穷大时,Kerr地基上的铁木辛柯梁退化为欧拉伯努利梁;对于抗弯刚度较大的隧道(如抗弯刚度大于7.54×106kN·m2),Kerr地基梁具有较好的适用性;已建隧道的剪切刚度对其纵向变形何纵向曲率产生显著影响;当隧道等效剪切刚度有效系数≤1/4时,必须考虑隧道剪切刚度对隧道纵向变形的影响。将所提分析方法应用于上海盾构隧道穿越工程中,并与现场实测结果进行对比,验证了方法的合理性。 | 张冬梅 宗翔 黄宏伟 | 2014 | 岩土力学2014，35，9： | 54 |
| 8 | 采空区开区移动瓦斯抽放的数值模似显示文摘针对我国高瓦斯矿井采空区瓦斯抽放的现状,强调了在工作面后方“边采边抽”的开区移动瓦斯抽放方法,以提高资源回收减少大气污染与瓦斯治理的双重效益.建立了非均质采空区瓦斯渗流-扩散的数值模型,模拟了瓦斯在采空区中的涌出、分布及积聚的流体力学原理.模拟表明,抽放流量与采空区瓦斯涌出量和抽放瓦斯浓度均呈显著的反比关系,且抽放的纯瓦斯量基本保持恒定,结论与采空区瓦斯持续稳定释放的客观性完全一致;抽放口位置越深入采空区,瓦斯绝对涌出量略有降低,抽放浓度越高.由此确定了抽放口的最佳位置和抽放流量.结合实例,利用联络巷进行瓦斯抽放,可获得高于40%浓度的瓦斯,理论抽放效率在70%以上.若配合以漏风导流,可彻底抑制瓦斯涌入工作面,并降低配风量. | 李宗翔 王继仁 周西华 | 2004 | 中国矿业大学学报2004，33，1： | 53 |
| 9 | 采空区瓦斯与大气两相混溶扩散模型及其求解显示文摘基于两相混溶气体渗流–扩散方程,建立了非均质采空区瓦斯涌出与风流交换的模型,用迎风式Galerkin数值方法求解,以可视化方式直观描绘了回采中采空区瓦斯的运移与分布的流体力学原理,采空区瓦斯源用负指数衰减函数描述。在力学处理上,对不透气顶、底板采空区的瓦斯涌出用可压缩两相气体混溶来考虑,流态(速度场)计算则用不可压缩气体渗流求解,由此可克服了以往采用不可压缩气体渗流–扩散模型计算瓦斯分布结果中因“超饱和”解所带来的误差和失真问题。给出增大风量后瓦斯分布的算例,由此反映出工作面风压与采空区内部瓦斯压力的动态平衡性。与单相流计算结果对比,在风流流速相对较高的情况下,两者的瓦斯分布结果基本一致,反之则差别很大,算例中开始出现差别的临界风速为0.091m/min,在采空区深部处瓦斯分布显著不同。 | 李宗翔 纪书丽 题正义 | 2005 | 岩石力学与工程学报2005，24，16： | 35 |
| 10 | Y形通风采空区注氮防灭火的数值模拟显示文摘基于非均质漏风渗流方程、气体(瓦斯、氧、CO)渗流-扩散方程和多孔介质渗流综合传热方程,建立了开采区注氮采空区自燃防灭火非定常数值模型.用迎风格式有限元方法联立求解,通过计算机程序(G3)对Y形通风采空区注氮问题进行了数值模拟.描绘了Y形通风注氮采空区的漏风流态和瓦斯、氧、CO等气体浓度以及温度的分布状态及其变化过程;以图形方式给出了各量的区域分布解,分析了Y形通风采空区在注氮条件下特有的规律;给出了注氮与工作面推进的合理配比关系.在进风侧向采空区注氮,对于防止Y形通风采空区自燃效果明显. | 李宗翔 李海洋 贾进章 | 2005 | 煤炭学报2005，30，5： | 35 |
| 11 | 回采工作面采空区瓦斯涌出规律的数值模拟研究显示文摘从分析采空区内部的瓦斯源出发,用负指数函数描述各煤层瓦斯涌出强度的衰减过程。用迎风格式的有限元方法求解了非均质回采采空区流场的瓦斯-大气两相混溶渗流-扩散方程,以可视化技术描绘了采空区瓦斯涌出与风流交换和瓦斯分布变化规律的流体力学原理。模拟表明,采空区绝对瓦斯涌出量随工作面风量呈衰减变化。而与采空区瓦斯涌出强度呈显著地线性增加,与工作面推进度呈线性递减(但递减幅度不大);工作面风量的突然增大会对瓦斯涌出量在短时间内(8min)产生剧烈的高峰影响,用逐渐增风方法可以避免瓦斯高峰涌出的影响。提出了采空区瓦斯涌出强度的概念,论证了用瓦斯涌出强度衡量采空区瓦斯涌出的科学意义。 | 李宗翔 题正义 赵国忱 | 2005 | 中国地质灾害与防治学报2005，16，4： | 38 |
| 12 | 基于RNG k-ε湍流模型的3D采空区瓦斯上浮贮移显示文摘为研究工作面后方采空区3D空间瓦斯上浮特征,根据质量守恒、动量守恒和Fick定律,建立综放采空区风流-瓦斯变密度混合气体非线性渗流-扩散控制方程。结合大兴矿N2-706工作面实例,运用CFD软件模拟三维采空区瓦斯运移及分布的状态;流场冒落非均质按照'O'型分布描述,计算采用RNGk-ε湍流模型,并考虑重力场条件。理论计算调整与现场实际条件和瓦斯监测记录数据相拟合,指出三维采空区形成的瓦斯分布及上浮态势,是风流移动、瓦斯组分扩散-弥散和含瓦斯风流密度差引起上浮迁移的结果,也是流场瓦斯不断解吸涌出与漏风不断流入所形成的一种动态平衡结果。研究结果表明,采空区高位抽采流量与抽采获得的瓦斯体积分数近似呈反比例函数关系、与回风巷瓦斯体积分数呈负指数函数关系。 | 李宗翔 顾润红 张晓明 毕强 温永宇 | 2014 | 煤炭学报2014，39，5： | 39 |
| 13 | 综放采空区防灭火注氮数值模拟与参数确定显示文摘用有限元数值方法 ,求解了综放开采采空区注氮情况下的漏风渗流方程和氧浓度渗流耗散方程 ;结合计算机图形技术 ,直观展示了注氮前后采空区流场、流态和氧浓度分布动态变化 ;模拟了在不同注氮量下注氮控制区边界的变化过程 ,得到控制区边界位置与注氮流量呈负指数关系 ;重点探讨了用数值模拟方法确定合理注氮参数 (注氮流量、注氮位置和注氮时间 )的新方法。 | 李宗翔 | 2003 | 中国安全科学学报2003，13，5： | 36 |
| 14 | 回采采空区上隅角瓦斯治理的数值模拟与参数确定显示文摘用迎风有限元数值模拟方法结合图形显示技术 ,从理论上直观展示了回采工作面采空区上隅角瓦斯聚积和各种治理方法的流体力学原理。 | 李宗翔 孙广义 秦书玉 | 2001 | 中国地质灾害与防治学报2001，12，4： | 33 |
| 15 | 采空区遗煤自燃升温过程的数值模型及其应用显示文摘基于漏风渗流方程、氧浓度渗流 -扩散 -消耗方程和传热方程 ,建立了采空区自然发火非定常数值模型 ,并用迎风格式的有限元方法联立求解。结合实例 ,从理论上描绘了采空区漏风渗流、氧浓度分布和温度分布 ,以及它们随时间的加速变化过程 ,同时给出自燃的附产物 CO的分布情况 ,重点给出了遗煤的自燃耗氧与升温的量化关系。结果表明 ,通常情况下采空区高温区偏在入风一侧 ,边界漏风对高温区有一定影响。与传统的采空区冷却带、自燃带和窒息带的三带划分相比 ,该模型能对自然发火问题给出更准确的解。模拟的自燃升温是加速的过程 。 | 李宗翔 吴志君 王振祥 | 2004 | 安全与环境学报2004，4，6： | 32 |
| 16 | 自燃采空区耗氧-升温的区域分布特征显示文摘联立求解采空区非线性渗流、多组分气体弥散和温度场,用表征温度(数值解)表达自燃程度和氧化区域分布特征,同时考虑垮落层位上氧化的非均匀性、工作面推进度和动态边界等各影响因素.在考虑升温情况下,采空区自燃'三带'划分方法与表征温度场方法具有一致性,温度场方法表达更具体.计算得到,虽然主自燃危险区处在上游进风侧,但因垮落层位的耗氧差异,在回风边界处(上、下双层流汇流)也可能形成局部高氧浓度区.在'定向漏风供氧-煤耗氧-工作面推进'三者综合作用下,激烈氧化升温带位于高温区的前沿,形成趋于平衡的升温分布区;最高升温点处在氧浓度分布低值区.随着高温区的强烈耗氧和工作面推进移动,高氧区与高温区的分离趋势加大. | 李宗翔 吴强 王志清 | 2009 | 煤炭学报2009，34，5： | 30 |
| 17 | 综放工作面采空区自然发火的数值模拟研究显示文摘采用有限元数值模拟方法求解了综采放顶煤工作面采空区风流运动规律的三维非定常气体渗流方程, 用该数值计算模型( 软件程序) 能够较为有效地反映出采空区内的风流压力和速度分布情况, 结合实例, 给出了采空区内自然发火影响带与漏风风量的关系. | 李宗翔 秦书玉 吕大英 | 1999 | 煤炭学报1999，24，5： | 29 |
| 18 | 基于三维“O”型圈的采空区多场分布特征数值模拟显示文摘为进一步研究综放采空区的多场分布特征,以大兴矿N2-706工作面为例,构建'双三'模型,即优化三维'O'型圈采空区冒落非均质多孔介质数学模型及'U'型通风方式下的三维综放采空区物理模型,重点考虑了采空区垂直方向上的孔隙率变化,并实现了孔隙率的三维可视化。运用Fluent软件加载自定义UDF对采空区气体压力分布、漏风场及氧气、瓦斯分布情况进行了数值模拟,得出与实际情况相吻合的采空区气体压力分布、合理漏风量范围内的风流场分布,其中重点分析瓦斯体积分数分布规律。结果表明:考虑三维孔隙率的数值模拟结果收敛性更好,采空区瓦斯的积聚现象不仅出现在采空区顶部,在距底板20~25 m高度的位置就大量上浮,且呈现高体积分数瓦斯积聚分布的特征规律。 | 高光超 李宗翔 张春 张英 李杰 吴邦大 | 2017 | 安全与环境学报2017，17，3： | 30 |
| 19 | 综放采空区遗煤自燃的三维数值模拟研究显示文摘为了模拟研究综放采空区遗煤自燃过程,建立综放采空区遗煤自燃的三维数值模型,并给出相关参数的确定方法。以五龙矿3123综放面为例,进行综放采空区遗煤自燃过程的三维数值模拟研究。结果表明:综放采空区模拟得到的速度场、浓度场、'三带'划分及遗煤升温过程,与现场情况基本相符。综放采空区氧化带形态近似为一倒'7'字形,综放采空区高温区域可以有多处,并且高温点位于底板以上约0.8 m处。通过模拟分析,还得到综放采空区氧化带高度及遗煤升温时间与工作面供风量近似满足指数函数关系。当供风量较小时,氧化带宽度与供风量成正比;当供风量较大时,氧化带宽度不再随供风量发生变化。 | 张春 题正义 李宗翔 | 2013 | 中国安全科学学报2013，23，5： | 27 |
| 20 | 任意形冒落非均质采空区流场流态数值模拟显示文摘为研究冒落非均质采空区流场流态及其随边界条件的变化,基于多孔介质渗流方程建立了采空区 漏风流态的有限元数值模型.结合现场实例,从宏观上描绘了复杂几何形状采空区的漏风流态(风压分布等值 线和流函数线),给出更准确的流态图形分布解.指出用流函数Laplace方程修正函数,对复杂形状和沿多边 界方向非均质的采空区流场计算,仍能满足流网正交,其正交性可通过剖分网格精度来控制.得到采空区漏风 强度沿固壁边界附近的冒落非压实区相对较大,工作面上下端附近处的漏风强度很大,并直通采空区深部. | 李宗翔 孟宪臣 赵国忱 | 2005 | 力学与实践2005，27，6： | 25 |
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