防火措施對U+Ⅱ型綜放面自燃“三帶”影響的數(shù)值模擬.pdf

1、煤炭是重要的能源，而且煤礦火災(zāi)是煤礦安全的主要隱患之一。本文采用數(shù)值模擬的方法，模擬采空區(qū)原始狀態(tài)以及采取防火措施，如注氮量不同，進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置不同范圍擋風(fēng)墻，回風(fēng)隅角注三相泡沫條件和均壓通風(fēng)條件下的采空區(qū)三帶的范圍，本文旨在分析采空區(qū)滲流特性，為研究采空區(qū)防滅火提供理論依據(jù)。
　　本文通過理論分析并結(jié)合工作面的概況，分析工作面采空區(qū)空隙率和滲透率分布規(guī)律，建立采空區(qū)滲流數(shù)學(xué)模型及三維物理模型，并應(yīng)用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，得到

2、了采空區(qū)三帶范圍，根據(jù)上限漏風(fēng)風(fēng)速和下限氧濃度的劃分標(biāo)準(zhǔn)，得到的回順三帶范圍為40～91 m，現(xiàn)場測定回順氧濃度得到的采空區(qū)三帶分布38～85 m。再次，建立采取防火措施，模擬不同注氮量、進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置不同范圍擋風(fēng)墻，回風(fēng)隅角注三相泡沫和均壓條件下的模型，用Fluent模擬了自燃三帶的范圍。得出以下結(jié)論，注氮量為200 m3/h時，進(jìn)風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為50～90m，回風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為5～45 m;注氮量為400 m3/h時，進(jìn)風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為

3、25～58m，回風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為2～10m;注氮量為600m3/h時，進(jìn)風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為20～49 m，回風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為2～5 m。注氮量越大，自燃帶前移并且自燃帶范圍越小。在進(jìn)風(fēng)巷道處，分別加設(shè)寬度為4m、6m和8m的一組3個擋風(fēng)墻，各擋風(fēng)墻間距為5m，根據(jù)模擬的采空區(qū)漏風(fēng)分布，當(dāng)擋風(fēng)墻寬度為4m時，進(jìn)風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為32～88 m，回風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為40～80 m;當(dāng)擋風(fēng)墻寬度為6m時，進(jìn)風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為25～79 m，回風(fēng)側(cè)氧化

4、帶范圍為32～70 m;當(dāng)擋風(fēng)墻寬度為8m時，進(jìn)風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為15～54 m，回風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為15～50 m;擋風(fēng)墻寬度越大，自然帶范圍越小。在回風(fēng)巷處注三相泡沫時，進(jìn)風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為16～43 m，回風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為1～5 m，可以看出，注三相泡沫可以使氧化帶范圍越小。模擬均壓通風(fēng)條件下，根據(jù)漏風(fēng)風(fēng)速劃分自燃帶的范圍，當(dāng)工作面壓差為50 Pa時，進(jìn)風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為36～89 m，回風(fēng)側(cè)氧化帶范圍為36～75 m;當(dāng)工作面壓差為20