綜采面采空區(qū)自燃“三帶”變化規(guī)律研究.pdf

1、近年來,隨著煤炭開采技術(shù)的發(fā)展,放頂煤綜采技術(shù)在我國得到廣泛的應(yīng)用,此項開采技術(shù)大大地提高了礦井的開采能力,使得采空區(qū)的冒落空間增大、遺煤和殘煤增多、漏風(fēng)更加嚴(yán)重,這些都在一定程度上增強了采空區(qū)浮煤自燃的危險性。另外,由于復(fù)雜的采空區(qū)環(huán)境,通過現(xiàn)場實測的方法對采空區(qū)自燃“三帶”的范圍進(jìn)行劃分變得更加困難。而計算流體力學(xué)(FLUENT)的迅速發(fā)展,為此項研究開辟了新的途徑。
　　 本文基于非均質(zhì)滲流連續(xù)性方程、多組分氣體混溶擴(kuò)散方

2、程和多孔介質(zhì)的理論,建立采空區(qū)內(nèi)風(fēng)流流動的數(shù)學(xué)模型。通過建立沙曲礦14205工作面的數(shù)值模型,并采用CFD軟件對其進(jìn)行數(shù)值解算,分別對“U+L”型通風(fēng)系統(tǒng)下,聯(lián)絡(luò)巷在使用初期、中期和后期三種特殊情況進(jìn)行了模擬研究,并對各個時期的采空區(qū)內(nèi)風(fēng)流速度和氧氣濃度分布情況進(jìn)行模擬分析。最后從特殊到一般,總結(jié)出在聯(lián)絡(luò)巷使用的任意時期采空區(qū)自燃“三帶”的變化規(guī)律采空區(qū)內(nèi)風(fēng)流速度和氧氣濃度的分布是影響采空區(qū)自燃“三帶”范圍的兩個重要指標(biāo),通過對數(shù)值模擬

3、的結(jié)果進(jìn)行分析和歸納總結(jié),得知采空區(qū)內(nèi)風(fēng)流的速度,隨著聯(lián)絡(luò)巷不斷向采空區(qū)深部移動,受風(fēng)速影響的采空區(qū)氧化自燃帶的范圍逐漸增大,并且氧化自燃帶的區(qū)域向采空區(qū)深部偏移;而受采空區(qū)深部漏風(fēng)量的逐漸增大,受氧氣濃度分布影響的采空區(qū)氧化自燃帶的范圍有明顯縮小。結(jié)合漏風(fēng)風(fēng)速和氧氣濃度這兩項指標(biāo),對采空區(qū)遺煤自燃危險區(qū)域進(jìn)行判定發(fā)現(xiàn),隨著聯(lián)絡(luò)巷向采空區(qū)內(nèi)部不斷深入,采空區(qū)內(nèi)浮煤自燃危險區(qū)域的范圍有減小的趨勢。在對上述結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上,針對沙曲