MATLAB模拟：氧浓度在采空区‘三带’划分中的数值应用

"基于MATLAB的氧浓度对采空区‘三带’划分的数值模拟" 在煤矿开采过程中，采空区的自燃是重大安全问题，通常被划分为氧化带、过渡带和还原带，即“三带”。这些区域的划分对于预测和防止煤炭自燃至关重要。传统的束管监测系统在两巷布置测点，难以全面了解采空区内“三带”的动态变化。而通过MATLAB进行数值模拟，可以解决这一问题。 MATLAB是一种强大的数学计算和数据分析软件，它能处理大量的数据并生成三维图形，使气体浓度分布可视化。在本研究中，研究人员沿工作面倾向布置测点，监测采空区内的氧气浓度。这样收集的数据经过MATLAB的处理，能够生成气体浓度的立体分布图和等值线图，有助于理解“三带”的空间分布。 为了进一步确定“三带”的界限，研究者利用ORIGIN软件对测点的氧气浓度数据进行拟合，得到了反映氧气浓度变化趋势的曲线方程。根据这些曲线，可以精确地划分出氧化带、过渡带和还原带的边界及对应的氧气浓度范围。 此外，研究还采用了FLUENT软件进行流体动力学模拟，这是另一个广泛用于工程领域的问题求解工具，尤其在流体流动和热传递方面。FLUENT模拟的结果与MATLAB数值模拟的结果进行了对比，结果显示两者非常接近，这验证了利用MATLAB进行“三带”划分的数值模拟方法的准确性和可靠性。 这项研究利用MATLAB和ORIGIN对采空区的氧气浓度进行了深入分析，实现了“三带”的立体可视化，并通过FLUENT的模拟进一步确认了结果的准确性。这种方法不仅提高了对采空区自燃风险评估的精度，也为预防煤炭自燃提供了科学依据。对于煤炭行业的安全管理和技术进步具有重要意义。