利用FLUENT模拟采空区自燃三带分布研究
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更新于2024-09-03
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"采空区自燃“三带”分布数值模拟研究"
在煤炭开采过程中,采空区的自燃是一个重大的安全隐患,可能导致火灾、瓦斯爆炸等严重事故。自燃“三带”理论是理解和预测采空区自燃过程的关键,这包括氧化带、过渡带和无氧带。该理论基于氧气浓度、通风条件和煤炭氧化状态,用于指导防灭火措施的制定。
轩建军的研究中,利用FLUENT软件进行了采空区的数值模拟,这是一种广泛应用的流体力学模拟工具,特别适合处理复杂的流动和热传递问题。在模拟过程中,输入了现场测量的参数,如风量、风压和采空区尺寸,以创建一个逼真的模型。通过对模拟结果与现场实际测量的氧气浓度分布进行对比分析,研究人员能调整模拟参数,如孔隙率、渗透率和粘性阻力,以提高模拟的准确性。
孔隙率是影响气体扩散的重要因素,它描述了煤体内部的空隙空间比例,影响氧气和瓦斯的扩散速率。渗透率则涉及到煤层的透气性,决定了气体在煤层中的流动特性。粘性阻力则是流体在煤层内部流动时遇到的阻力,影响气体的流动速度和分布。
通过双指标法,即以上限漏风风速0.004m/s和下限氧浓度8%作为判断标准,可以划分出采空区的自燃“三带”。这种方法结合了风速和氧气浓度两个关键指标,有效地界定了自燃风险区域。根据模拟结果,采空区的最大自燃带宽度为58米,这对预防和控制自燃至关重要。
此外,研究还计算出了工作面的安全回采速度为2.3m/d,这是基于防止自燃发生和保障矿工安全的考虑。过快的回采速度可能导致氧化带扩大,增加自燃风险;而适中的速度可以减缓自燃进程,提供更充足的防灭火时间。
这项研究通过数值模拟技术,不仅深入理解了采空区自燃的动态过程,而且为矿井的安全生产提供了科学依据。通过精确预测自燃“三带”的分布,可以提前采取措施,防止可能的灾害,保护矿井的安全环境。同时,这也为其他类似条件下的煤矿安全工作提供了有价值的参考。
2020-07-14 上传
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