瓦斯抽采影响下的采空区煤自燃升温模拟研究

"尾巷瓦斯抽采下采空区煤自燃升温的数值模拟" 本文主要探讨了在尾巷瓦斯抽采过程中，如何影响长壁工作面采空区煤自燃升温的现象，并通过数值模拟的方法进行了深入研究。研究者运用化学反应动力学理论和换热关联式建立了一个综合考虑热源和空气与固体换热关系的煤自燃升温模型，以FLUENT软件作为计算工具，分析了不同抽放条件下的采空区氧气稳态分布和温度动态变化。 研究表明，与没有进行瓦斯抽放的情况相比，深部大流量的瓦斯抽采会显著改变采空区的流态，导致氧气向采空区深处扩散。这不仅加速了由煤自燃引起的升温速率，还使得高温区域的范围扩大并向后移动，增加了煤自燃的风险。为了缓解这一问题，研究者提出采用注氮的方式，可以将一定范围内的氧气浓度维持在较低水平，从而减缓控制区域内高温区域的升温速率。然而，这种方法对于抽放口附近的温度抑制效果并不明显。 文章引用了以往的研究成果，如李宗翔关于采空区瓦斯涌出和煤自燃耦合规律的研究，以及褚廷湘、余明高、杨胜强等人关于通风方式下瓦斯抽采与煤自燃关系的探讨，这些都为当前问题提供了理论依据。张辛亥、陈曦则关注于综放采空区在瓦斯抽放条件下的“自燃三带”分布，而王树斌、苗应星则从实际工程角度出发，讨论了高瓦斯矿井采空区煤自燃治理的方法，特别是含氮气三相泡沫的应用。 该研究揭示了瓦斯抽放对采空区煤自燃升温的复杂影响，指出抽放策略需要与防灭火措施相结合，以防止自燃现象加剧。注氮作为一种潜在的控制手段，其效果需要进一步优化以覆盖更广泛的区域，尤其是在抽放口附近的温度控制。该研究对提高矿井安全性和优化瓦斯抽放策略具有重要的理论和实践意义。