骆大勇

（重庆工程职业技术学院，重庆402260）

煤层注水是指用水预先湿润煤体的一种减尘方法〔1，2，5〕，即煤体在开采之前，在煤体内打若干钻孔，通过钻孔向煤体注入压力水，水均匀分布于煤层中的无数细微的裂隙和孔隙之中，使其渗入煤体内部，增加煤层水分，在开采时降低煤尘。合理的注水参数是决定注水效果的关键，而煤层注水效果影响的因素纷繁复杂。因此，选择合理的煤层注水参数既重要，但又十分困难。利用Fluent数值模拟软件对7151综采工作面煤层注水效果进行了模拟研究，模拟结果与实际情况基本吻合，说明可以通过数值模拟方法选择合理的煤层注水参数。

1 Fluent软件简介

Fluent是用于模拟具有复杂外形的流体流动以及热传导的计算机程序。它提供了完全的网格灵活性，可以使用非结构网格，例如二维三角形或四边形网格、三维四面体／六面体／金字塔形网格来解决具有复杂外形的流动。甚至可以用混合型非结构网格。它允许根据具体情况对网格进行修改（细化／粗化）。Fluent是用C语言写的，具有高效、灵活的特点。因此，动态内存分配，高效数据结构，灵活的解控制都是可能的。

2 水在煤体的流动规律

煤层是裂隙—孔隙发育的多孔介质，水在煤层中流动符合Darcy定律，假设水在裂隙中流动满足Darcy流〔3－4〕，则对于各向异性介质的二维流动，Darcy定律为：

式中：q为比流矢量，I为水力坡度矢量，也称水头梯度，K为渗透系数，是二秩对称张量。它在二维情况下可表示为：

在均质各向异性介质中，对于某一坐标轴方向的流动分量，不仅与同方向的水力坡度Ix要作出贡献，其它方向的水力坡度Iy也要作出贡献。……