瓦斯抽采影响下采空区煤自燃升温的数值模拟研究

"尾巷瓦斯抽采下采空区煤自燃升温的数值模拟 (2012年)" 本文详细探讨了在尾巷瓦斯抽采过程中，如何影响长壁工作面采空区的煤自燃升温现象。作者朱红青和刘星魁基于化学反应动力学理论和换热关联式构建了一个综合热源和空气与固体间换热的煤自燃升温模型。他们运用FLUENT软件进行了数值模拟，以分析不同抽放条件下的采空区氧气分布和温度动态变化。 研究表明，深部大流量的瓦斯抽采能够显著改变采空区的流场结构，导致氧气向采空区深处渗透，进而加快煤自燃引发的升温速度，使得高温区域的范围扩大并后移。这一发现揭示了瓦斯抽放可能加剧采空区煤自燃的潜在风险。 为了应对这一问题，文中提到了注氮作为一项控制措施。注氮可以在一定程度上将一定范围内的氧气浓度维持在较低水平，从而减缓控制区域内高温区域的升温速率。然而，注氮对于抽放口附近的温度抑制效果并不明显。 文章指出，尽管国内在单独处理采空区瓦斯治理和煤自燃防治方面取得了一些进展，但在高瓦斯和高强度开采的背景下，两者并发的问题日益突出。已有研究主要关注瓦斯抽放对煤自燃的影响，以及如何通过优化通风方式、确定工作面推进速度等方式来减轻这一影响。然而，关于抽放条件下采空区升温规律的深入研究仍相对匮乏。 该论文的贡献在于提供了对瓦斯抽放影响煤自燃升温的定量分析，以及注氮控制策略的实际应用效果，为采空区安全管理和防灭火技术提供了理论依据。这些研究成果对于预防和控制煤矿自燃及瓦斯事故具有重要意义，有助于提高矿井的安全性。