浅埋厚煤层地表漏风引发采空区煤自燃的数值模拟与影响

"浅埋厚煤层地表漏风对采空区煤自燃影响数值模拟研究-论文" 本文探讨了西部矿区浅埋厚煤层在采用抽出式通风时，地表漏风对采空区煤自燃的影响。地表漏风会打乱风流并使氧气（O2）进入采空区，导致遗煤氧化，进而引发煤自燃，同时释放出有害气体如一氧化碳（CO），威胁矿井安全生产。目前，研究这一问题的方法主要包括现场实测、理论分析和实验研究，但这些方法在三维理解地表漏风对采空区煤自燃规律方面存在局限性。 针对这种情况，该研究基于我国西北矿区的特点，建立了三维数值计算模型，并结合现场实测，研究了在浅埋厚煤层条件下，地表漏风如何影响采空区的"三带"分布（即氧化带、过渡带和还原带）、O2浓度场、CO浓度场、温度场和压力场。利用ZD5煤矿火灾多参数监测装置进行现场验证，结果揭示了采空区内"三带"分布及O2浓度场的变化规律。采空区顶部易积聚氧气，改变了气体流场分布，尤其在特定区域，O2体积分数高达18%~23%，这加剧了煤自燃的风险。 此外，研究还指出，地表漏风使得采空区内的O2浓度增高，尤其是在走向0~80m、竖直方向3~8m的空间内，O2浓度尤为集中，这为预防和控制煤自燃提供了重要的科学依据。通过数值模拟，可以更深入地理解地表裂隙漏风如何促进煤自燃，有助于制定更有效的防灭火措施，保障矿井的安全开采。 推荐的相关煤炭行业知识包括煤炭智能化开采的关键技术创新进展、煤矿智能化与5G技术的融合、智慧矿山的未来发展路径以及各种智能技术在煤矿安全、监测、预警和生产自动化等方面的应用。这些都体现了现代煤炭行业在科技进步推动下的转型和发展趋势。