煤巷高冒区松散煤体自然发火的数值模拟研究

刘国忠¹，杨胜强¹，王钦方²，王雷¹，张东海³，罗洪森²

(1.中国矿业大学,能源与安全工程学院,江苏,徐州,221116;
2.徐州矿务集团有限公司,旗山煤矿,江苏,徐州,221000;
3.中国矿业大学,建筑工程学院,江苏,徐州,221116)

摘要:巷道高冒区自燃火灾,不仅严重影响到采掘工作面的安全生产,而且威胁到矿工们的生命安全.通过对煤巷高冒区特点和影响煤炭自燃因素的分析,根据多孔介质流体动力学、传热和传质理论,建立了高冒区松散煤体自然发火过程三维数学模型.以旗山煤矿高冒区为例,用有限元法进行了数值求解,得到高冒区渗流速度场、温度场和氧浓度场的分布,在此基础上划分出最易自然发火的区域,分析了高冒区自然发火的机理.结果表明:高冒区松散煤体漏风强度随孔隙率的增大而增加;高冒区松散煤体的中部区域存在最易自然发火区,是现场防治高冒区自然发火的重点区域.现场试验数据验证了数值模拟结果的合理性.

关键词:高冒区; 松散煤体; 煤自燃; 数值模拟;

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