偏"W"型通风采空区注氮防灭火模拟研究

"“两进一回”复杂采场采空区注氮防灭火模拟" 本文主要探讨了在偏"W"型"两进一回"通风方式下，如何通过注氮技术来防止和控制煤矿采空区的火灾。研究人员构建了一个三维物理模型，以模拟存在遗留巷道的复杂采场条件。他们利用Fluent软件，一个广泛用于流体力学和热传递计算的工具，对采空区的压力场、速度场以及瓦斯抽采状况进行了数值模拟。 在模拟过程中，采空区的孔隙度被设定为非均匀连续分布，这更贴近实际情况，因为采空区的结构往往不规则，孔隙度变化可能会影响气体的扩散和聚集。通过对不同注氮量和不同注氮口位置的模拟，研究了采空区的惰化效果。注氮的主要目的是降低氧气浓度，以减少火源的潜在危险，同时抑制瓦斯的积聚。 研究表明，工作面两端的压差和漏风规律与现场测量数据相符，这对理解瓦斯和氧气的分布规律至关重要。随着瓦斯抽采强度的增加，采空区内的最高瓦斯浓度会下降，但氧化带的宽度在皮带巷一侧呈现缩小趋势，在轨道巷一侧则有所扩大。这种现象提示我们，调整抽采策略可以更有效地管理瓦斯浓度和火灾风险。 对于段王煤矿150405工作面，研究得出的最佳注氮量大约为1140立方米/小时，而最佳的注氮位置应该在距离工作面约40米的地方。这一发现为实际操作提供了具体的指导，有助于优化防灭火方案，提高矿井的安全性。 这项研究不仅深入探讨了通风方式对瓦斯和氧气浓度分布的影响，还揭示了注氮防灭火技术的关键参数，对于提高我国煤矿安全水平，预防和控制矿井火灾具有重要的实践意义。通过这样的科学研究，我们可以更好地理解和预测矿井环境中的气体动态，为制定更加科学合理的防灾措施提供依据。