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高地温矿井采空区煤自燃O2浓度场分布研究

刘轶康 牛会永 聂琦苗 鲁义 李石林

刘轶康,牛会永,聂琦苗,等.高地温矿井采空区煤自燃O2浓度场分布研究[J].工矿自动化,2021,47(8):108-114..  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2020120021
引用本文: 刘轶康,牛会永,聂琦苗,等.高地温矿井采空区煤自燃O2浓度场分布研究[J].工矿自动化,2021,47(8):108-114..  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2020120021
LIU Yikang, NIU Huiyong, NIE Qimiao, et al. Study on the distribution of O2 concentration field of coal spontaneous combustion in high ground temperature goaf[J]. Industry and Mine Automation, 2021, 47(8): 108-114. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2020120021
Citation: LIU Yikang, NIU Huiyong, NIE Qimiao, et al. Study on the distribution of O2 concentration field of coal spontaneous combustion in high ground temperature goaf[J]. Industry and Mine Automation, 2021, 47(8): 108-114. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2020120021

高地温矿井采空区煤自燃O2浓度场分布研究

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2020120021
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(51874131,51474106)

湖南省教育厅优秀青年项目(18B213)

详细信息
  • 中图分类号: TD752

Study on the distribution of O2 concentration field of coal spontaneous combustion in high ground temperature goaf

  • 摘要: 针对采用理论分析及实验研究的方法研究高地温对采空区煤自燃的影响难以全面反映采空区煤自燃O2浓度场分布情况的问题,采用Fluent数值模拟软件对高地温矿井采空区及进风侧、回风侧和采空区中段O2浓度场分布规律进行了研究。结果表明:① 在通风量相同情况下,温度从248 ℃升高到40 ℃时,O2随着风流向整个采空区渗入,O2浓度随采空区深度增加而减小;在温度相同情况下,当风量从1 800 m3/min增大到2 700 m3/min时,采空区漏风范围大幅度提升,采空区O2浓度场变化明显,O2几乎充满整个采空区,并且高浓度O2存在范围增大,此时由于热量积聚导致采空区温度升高,采空区内部遗煤温度也持续增加,煤氧复合作用加快,遗煤自燃的可能性增大。② 随着采空区距工作面距离增大,O2浓度减小,进风侧O2浓度大于回风侧O2浓度,表明进风侧煤自燃危险性大于回风侧。③ 随着采空区深度增加,进风侧与采空区中段O2体积分数持续减小,曲线斜率呈先增大后减小趋势;回风侧O2体积分数随采空区深度增加呈减小趋势;大量高浓度O2存在于采空区150 m之前,整个采空区进风侧与采空区中段煤自燃危险性均大于回风侧。④ 当温度为40 ℃、通风量为2 700 m3/min时,氧化带最大宽度为131 m,将该最大宽度视为开采最大理论宽度,进一步计算安全推进速度,可为煤矿开采提供理论依据。

     

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  • 刊出日期:  2021-08-20

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