利用FLUENT模拟采空区自燃三带分布研究

"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。