FLUENT模拟下的采空区自燃‘三带’分布与安全回采策略

本文主要探讨了采空区自燃现象的数值模拟方法，特别是在利用FLUENT软件进行模拟分析的过程中的应用。FLUENT是一款广泛应用于流体力学和传热模拟的商业软件，它能够精确地模拟复杂流体系统的运动、浓度和压力分布，这对于理解和控制矿井内的气体行为至关重要。 研究者崔岩、秦汝祥和史磊首先通过FLUENT软件对采空区的氧浓度场、速度场、瓦斯浓度场和压力场进行了细致的数值模拟。在模拟过程中，他们将理论模型与现场收集的实际测量数据进行了对比，通过不断调整和优化模拟参数，确保了模拟结果与实际数据的一致性。这种精细的模拟有助于提高对采空区动态环境的预测精度，对于防止自燃风险具有重要意义。 在模拟的基础上，他们采用了双指标法，即通过设定上限漏风风速和下限氧浓度两个关键指标，来划分采空区的“三带”结构。这里的“三带”通常指的是火源区、燃烧区和熄灭区，分别对应着不同的气体流动和浓度状态。根据模拟结果，研究发现采空区的最大自燃带宽度为41米，这是一个重要的安全参数，表明在这个范围内，自燃的风险较高，需要特别关注并采取相应的预防措施。 最后，通过对模拟结果的深入分析，研究团队进一步计算得到了工作面的安全回采速度为1.7米/天。这个速度的确定对于矿井开采计划和安全管理具有实际指导意义，旨在确保在保证生产效率的同时，有效避免因过快回采导致的采空区自燃问题。 该研究通过FLUENT软件的数值模拟，揭示了采空区自燃“三带”分布的规律，为矿井安全管理和火灾防控提供了科学依据和技术支持，对于保障矿产开采过程中的人员安全和环境保护具有深远影响。同时，这种方法也为其他类似领域的气体动力学研究提供了一种有效的数值模拟手段。