高冒区松散煤体自燃机理与综合防治策略

高冒区松散煤体自燃是煤矿内因火灾的一个严重威胁，尤其是在煤炭开采过程中，由于高冒区内的松散煤体容易积聚热量并引发自燃现象。本文首先对高冒区的松散煤体赋存状态进行了深入研究，这些煤体通常包括破碎区和离层区，其特性决定了其易燃性。 作者梁攀力和张清来基于传热和传质理论，对这一问题进行了系统分析。他们指出，传热是指热量从高温区域向低温区域传递的过程，而传质则是物质从一个区域转移到另一个区域的过程。在高冒区，由于煤体的不规则分布和疏松结构，空气流动（漏风）对于热量和可燃物的传播起到了关键作用。通过Fluent软件进行数值模拟，他们揭示了高冒区漏风的规律：漏风量从边界逐渐减少，这可能加速了局部区域的温度升高和氧气供应，从而促进了自燃的发生。 研究发现，破碎区和离层区的交界处尤其易发生松散煤体自燃，因为这里的煤体破碎程度较高，与空气接触面积大，且煤体稳定性较差，更容易积累热量并达到自燃的临界条件。因此，控制和预防高冒区松散煤体自燃的关键在于改善通风管理，防止漏风，以及采取有效的监测手段，及时发现并消除可能导致自燃的隐患。 综合防治措施可能包括优化采掘工艺，减少煤体暴露；加强通风系统的维护和设计，确保新鲜空气的引入和有害气体的排出；实施煤体固化或惰化处理，降低其活性；以及实施定期的煤体温度和气体检测，以便早期预警和干预。通过这些科学的管理策略和工程技术手段，可以有效地控制高冒区松散煤体的自燃风险，保障煤矿作业的安全。