南山矿瓦斯自燃复合灾害：'U'型通风策略优化

本文主要探讨了南山矿瓦斯与煤自燃复合灾害工作面的合理通风方式和通风量优化问题。研究以33183综放工作面为研究对象，针对复合灾害背景下，特别是瓦斯管理和遗煤自燃防控的重要性，作者利用Fluent软件进行了深入的数值模拟分析。 首先，文章基于连续性方程和动量守恒方程等基本原理，建立了采空区气体流动的数学模型，考虑了多孔介质中的气体渗流以及各组分在流场中的相互作用。通过这种方法，研究人员能够模拟不同通风方式下的流场、瓦斯和氧浓度分布，以及温度场的变化，以评估它们对火灾防控的影响。 研究结果显示，"U+L"型和"Y"型通风方式虽然可以有效处理瓦斯问题，但在解决氧化带宽度和高温区域的防火问题上存在不足。这些通风方式可能导致氧化带扩大，高温区特征明显，不利于防止煤自燃的发生。相比之下，"U"型通风方式表现出更好的防火性能，但同时也需结合瓦斯抽采技术，以确保瓦斯浓度在安全范围内。 在满足工作面最低风量需求的同时，作者通过模拟不同的风量设置，细致地分析了氧浓度和温度场分布，旨在找到既能满足瓦斯抽采需求，又能够有效控制遗煤自燃风险的最佳通风量。最后，研究结果通过实地验证，为类似矿井制定有效的安全策略提供了科学依据。 本文的核心贡献在于提出了一种基于Fluent软件的数值模拟方法，用于确定在复合灾害环境中，如何通过优化通风方式和通风量来平衡瓦斯控制和防火的需求，这对于提升煤矿安全生产具有实际意义。