优化综放工作面采空区注氮防灭火工艺：数值模拟与参数确定

"综放工作面采空区连续注氮防灭火工艺参数仿真优化" 本文针对5-2S-2综放工作面采空区的防灭火问题，采用连续注氮技术进行研究。在煤炭开采过程中，采空区的火灾隐患是安全生产的一大挑战，通过连续注入氮气可以降低氧气浓度，防止火源的形成和蔓延。为了找到最佳的注氮工艺参数，研究者基于计算流体力学的基本理论进行了深入探讨。 首先，他们构建了一个采空区渗流场的物理数学模型，该模型考虑了气体在采空区内的流动、扩散和反应过程。计算流体力学（CFD）是一种用于模拟流体流动、热传递和相关现象的数值方法，它在此研究中被用来分析氮气在采空区内的分布情况。 接下来，利用Comsol模拟软件，研究人员对不同注氮条件进行了数值模拟。Comsol是一款强大的多物理场仿真软件，能够处理复杂的流体动力学问题，包括气体混合、扩散和化学反应等。通过对不同注氮量、注氮口位置和注氮时间的模拟，他们分析了这些因素如何影响采空区的氧浓度分布以及“三带”（即氧化带、过渡带和还原带）的划分。 研究表明，最佳的注氮参数为：注氮量400立方米/小时，注氮口位置距离工作面30米，注氮时间15小时/天。这样的设定可以在保证防灭火效果的同时，最大限度地节约氮气资源，提高经济效益和安全水平。 在防灭火实践中，优化注氮工艺参数对于确保煤矿安全至关重要。通过数值模拟，可以预测和控制采空区的气体环境，防止火灾的发生，同时减少对正常生产的影响。此外，该研究结果也为其他类似综放工作面提供了参考，有助于制定更科学、更经济的防灭火方案。 关键词：综放工作面；采空区；连续注氮；参数优化；数值模拟 中图分类号：TD75+2.2 文献标志码：A 文章编号：1003-496X(2016)07-0186-04 本文的研究不仅提供了确定采空区连续注氮防灭火工艺参数的方法，还展示了计算流体力学在煤矿安全领域的应用价值，对于促进煤矿安全生产具有重要的理论与实践意义。