淺層采空區(qū)遺煤自燃場(chǎng)態(tài)模擬及火源定位技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、綜采技術(shù)的應(yīng)用，使得生產(chǎn)工作面后部采空區(qū)落煤空間增大，大量遺煤散落在采空區(qū)內(nèi)部;在漏風(fēng)、蓄熱綜合作用下極易造成采空區(qū)遺煤自燃。對(duì)在淺層采空區(qū)遺煤自燃發(fā)生的火災(zāi)，研究采用技術(shù)手段對(duì)遺煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行模擬，并對(duì)火源點(diǎn)位置進(jìn)行定位，才能從根本上為防滅火治理工作提供保障。
　　論文分析了采空區(qū)遺煤自燃演化過(guò)程，及與遺煤自燃的相關(guān)系數(shù)(qm、k(n)、Q、q散、q0(T)）;根據(jù)大柳塔煤礦22101綜采面淺埋深煤層的賦存特性及開(kāi)采方式對(duì)遺

2、煤自燃的影響，總結(jié)出淺層采空區(qū)遺煤自燃的特點(diǎn)及規(guī)律。根據(jù)多孔介質(zhì)傳熱與流動(dòng)理論，選取遺煤自燃過(guò)程中描述流體的結(jié)構(gòu)參數(shù)和特性參數(shù)，并對(duì)采空區(qū)孔隙介質(zhì)模型做出假設(shè)?；贒arcy定律、Fick定律、Fourier定律及連續(xù)性方程、動(dòng)量方程和能量方程，建立采空區(qū)遺煤自燃場(chǎng)態(tài)耦合模型，確定采空區(qū)遺煤自燃火源影響區(qū)域及程度。
　　為確定采空區(qū)遺煤自燃火源點(diǎn)位置，論文采用理論分析、數(shù)值模擬和工程實(shí)例分析相結(jié)合的方法。通過(guò)引入有限體積法(Fin

3、ite Volume Method)對(duì)遺煤自燃場(chǎng)態(tài)耦合模型進(jìn)行離散求解，并結(jié)合大柳塔礦22101綜采面后部采空區(qū)流場(chǎng)、氧濃度場(chǎng)及溫度場(chǎng)變化情況，運(yùn)用Matlab PDE工具箱對(duì)場(chǎng)態(tài)模型進(jìn)行解算;分析了22101綜采面采空區(qū)漏風(fēng)壓力場(chǎng)分布、氧濃度場(chǎng)分布與自燃危險(xiǎn)區(qū)域、遺煤自燃溫度場(chǎng)分布與火源點(diǎn)位置。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，分析采空區(qū)遺煤自燃與氣體濃度、溫度場(chǎng)分布的關(guān)聯(lián)性，完善和改進(jìn)了采空區(qū)遺煤自燃火源點(diǎn)的定位方法和技術(shù)，為防滅火工作提供指導(dǎo)和幫