شبیه سازی رفتار متان در معادن زغال سنگ زیرزمینی با استفاده از دینامیک سیالاتی محاسباتی (cfd) و نقش آن درشناسایی نحوه توزیع گاز متان

مدیریت سنتی با تولید و انتشار گاز متان در معادن زغال سنگ کشور سالیانه مقادیر قابل توجهی از منابع انرژی قابل بازیابی را هدر داده و در مواردی مشکلات زیست محیطی و ایمنی را برای معادن زغال سنگ ایجاد می کند. با توجه به پیشرفت های قابل توجه در زمینه مدلسازی و رفتارسنجی گاز متان با بهره گیری از مبانی دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)، در عصر حاضر امکان مدلسازی و بررسی رفتار این گاز در شبکه های معادن زیرزمینی فراهم شده است. با توجه به نقش انکارناپذیر متان در ایمن سازی اتمسفر فضا های معدنی در پژوهش حاضر به بررسی رفتار و عملکرد این گاز در فضا های زیرزمینی با دیدگاه افزایش جنبه های ایمنی استخراج پرداخته شده است.در این پژوهش در خلال گام های اجرایی مختلف مدلسازی و رفتار جریان هوا و گاز متان در یک معدن زغال سنگ زیرزمینی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی مقایسه شده است. همچین مدلسازی در دو حالت مش منظم و نامنظم صورت پذیرفت که در حالت منظم نتایج به دست آمده 85 درصد انطباق با نتایج تجربی داشته است. این در حالی است که با حذف خطا های احتمالی در اندازه گیری تجربی، میانگین خطا به 10 درصد کاهش می یابد.

simulation of methane behavior in underground coal mines using computational fluid dynamics (cfd) and its role in identifying methane gas distribution

traditional management, by producing and emitting methane gas in the country s coal mines, wastes significant amounts of renewable energy sources annually and in some cases creates environmental and safety problems for coal mines. due to significant advances in the field of modeling and behavior measurement of methane gas using fundamentals of computational fluid dynamics (cfd), nowadays it is possible to model and study the behavior of this gas in underground mining networks. considering the undeniable role of methane in providing a safe atmosphere of mineral spaces, in the present study, the behavior and performance of this gas in underground spaces has been studied with the perspective of increasing the safety aspects of extraction. in this research, modeling and behavior of air flow and methane gas in an underground coal mine was investigated during different executive steps and the results are compared with the experimental results. modeling was also performed in two modes of regular and irregular mesh, in which the obtained results were 85% consistent with the experimental results. however, by eliminating possible errors in the experimental measurement, the average error is reduced to 10%.