干冰滞留防灭火：采空区低温CO2运移与影响研究

本文主要探讨了采空区滞留干冰作为一种防灭火技术的数值模拟研究。作者们利用Fluent数值模拟方法，针对金属矿山采空区的特殊环境，构建了一个三维模型，该模型考虑了干冰储藏释放装置释放的低温二氧化碳在空间中的渗流场与浓度场的动态变化。研究的核心目标是揭示低温二氧化碳如何在采空区内部扩散、迁移，并对其周边环境，尤其是对自燃现象的"三带"(氧化升温带、火灾蔓延带和熄灭带)产生影响。 研究结果显示，低温二氧化碳从释放点开始渗流并扩散至整个采空区，经过16天的时间，二氧化碳浓度分布趋于稳定。在进风侧，即距离工作面40至60米范围内，二氧化碳浓度最高可达35%，而在回风侧也能达到10%以上。这一过程导致采空区内的氧浓度显著下降，尤其在进风侧的氧浓度下降更为明显。这种氧浓度的变化规律直接影响了氧化升温带的扩展，使得升温带的最大宽度从进风侧逐渐向采空区中部移动，从而有效抑制了自燃的可能性。 此外，这项研究还对干冰防灭火技术的实施策略提出了指导意义，即通过精确控制干冰的释放时间和位置，以及对气体扩散的模拟预测，可以优化火源控制和灭火效果。整个研究过程采用了严谨的数学计算和数值模拟手段，对于提升金属矿山采空区的安全管理具有重要的理论价值和实践意义，同时也为其他类似矿井的火灾预防提供了科学依据和技术参考。 关键词：采空区、滞留干冰、二氧化碳、数值模拟、煤自燃防治。这项研究成果发表在《XXXX》杂志上，被赋予了中图分类号TD75和文献标志码A，进一步证实了其在行业研究领域的专业性和影响力。