大断面全煤巷高冒区自燃三维模拟及防治关键

"大断面全煤巷高冒区自燃过程的三维数值模拟" 本文主要探讨了大断面全煤巷道中高冒区的煤炭自燃问题，并通过建立三维数学模型进行数值模拟，以预测和分析自燃过程。在大断面煤巷中，由于地质条件和开采技术的影响，常会出现高冒区，这部分区域的松散煤体容易引发自燃，对煤矿安全构成严重威胁。 作者基于多孔介质流体动力学、传热和传质理论，构建了一个专门针对高冒区松散煤体自然发火的三维数学模型。这一模型能够细致地描述遗煤在不同时间点的温度场和氧浓度场分布，揭示自燃过程的动态演变。以枣泉煤矿11201工作面的高冒区为例，利用专业软件Fluent进行了数值模拟实验。实验结果显示，高冒区的中下部区域是自燃最容易发生的区域，应当作为防灭火工作的重点。 数值模拟分析还揭示了高冒区自燃过程中的高温区域移动规律，这对于预防和控制煤炭自燃具有重要意义。通过对现场实际测量数据的对比，证实了数值模拟结果的准确性和实用性。这些研究成果不仅有助于理解煤自燃的机理，也为煤矿安全生产提供了科学的防治策略。 关键词中的“大断面”指的是巷道的横截面积大，这种结构使得通风和煤层稳定性管理更具挑战性；“高冒区”是指巷道顶部因煤层破碎或变厚而形成的松散煤堆积区域；“松散煤体”指在高冒区内的破碎煤炭，其孔隙率高，易于与空气接触引发氧化反应；“煤自燃”是指煤炭在无外部火源的情况下，因氧化放热导致的自发热现象，可能会引发火灾；“数值模拟”则是通过计算机模拟来研究复杂物理现象的方法，本文中用于研究高冒区的自燃过程。 这项研究强调了对大断面全煤巷道高冒区自燃问题的关注，提出了有效的数值模拟方法，为煤矿安全管理和防灭火措施提供了理论支持和技术手段。未来的工作可以进一步优化模型，考虑更多影响因素，如煤的化学成分、水分含量等，以提高预测的精确度。