瓦斯抽放下采空区自燃三带分布的三维模拟研究

本文主要探讨了在瓦斯抽放条件下采空区自燃三带分布的规律，针对煤矿采空区的空间特性，研究者们运用了传热传质学的理论基础，构建了数学模型来模拟这一复杂的地质现象。通过对采空区的气体组分流场进行三维可视化模拟，研究者能够直观地观察和理解不同瓦斯抽放条件如何影响气体场的变化，进而揭示出自燃带与抽放条件之间的内在联系。 传统的研究方法，如赵聪采用的相似模拟技术和刘振清等人的现场实测，虽然能提供部分数据，但成本高且难以全面覆盖。相比之下，计算机辅助技术的优势明显，它允许研究人员高效地处理大规模的数据，对采空区气体场的分布规律进行深入细致的分析。李宗翔等人利用有限元方法对自燃三带的划分和早期发火过程进行了数值模拟，这为深入理解采空区的火灾风险提供了定量依据。 肖扬和朱毅的工作则通过实验和现场观测，建立了基于孔隙率、渗透系数等参数的自燃发火预测模型，进一步细化了对自燃条件的理解。胡千庭和李永存分别通过FLUENT软件和理论分析，验证了在实际工作面中瓦斯分布规律的数值模拟方法的有效性。 本文作者采用有限体积法，将采空区划分为多个独立的体积单元，每个单元代表一个计算质点，其物理参数取单元的平均值，然后通过计算机程序按照控制方程组进行求解，同时考虑边界条件。这样，研究人员得以精确模拟瓦斯抽放条件对氧气浓度场的影响，从而为采空区的防灭火策略制定提供了科学依据。 这项研究不仅深化了我们对采空区瓦斯抽放条件下自燃三带分布规律的认识，也为煤矿开采过程中的安全管理提供了关键的数值工具和技术支持，对煤矿现代化进程中的防灾减灾具有重要意义。