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作者：白莹;曲广晨;
单位：河南平宝煤业有限公司;中国矿业大学安全工程学院;
摘要：现有煤矸石山自燃研究主要侧重于构建简化的煤矸石山空气渗流模型，往往未考虑煤矸石山内部对流传热、煤矸石山堆积形式、空隙率空间分布特征等工况对煤矸石山自燃温度场的影响。为解决上述问题，针对顺坡倾倒和平地起堆2种不同堆积形式的煤矸石山，利用Fluent软件对煤矸石山自燃过程进行温度场、渗流场和氧气浓度场多场耦合数值模拟，研究了煤矸石山氧气浓度场和温度场的时空演化规律。结果表明：(1)煤矸石山内部氧气浓度随着距斜坡面和顶面距离的增加呈先迅速下降再缓慢下降的趋势，煤矸石山内部低氧浓度区域面积随时间增加而逐渐增大，煤矸石山内部平均氧气浓度随时间增加而逐渐下降且下降速率逐渐降低。(2)煤矸石山内部温度随着时间推移而升高，且升温速率逐渐降低；在水平和竖直方向上，煤矸石山温度具有相似的变化规律，即随着距斜坡面和底面的距离增加，温度均先迅速升高后缓慢降低；高温区集中在距斜坡面1～6 m、垂直高度的40%～90%位置（以煤矸石山底面为基准）。(3)煤矸石山表面大部分区域的温度在100℃以下，极少部分区域温度在100～110℃之间；煤矸石山斜坡面和顶面的温度变化趋势一致，但顶面温度略高于斜坡面温度。
关键词：煤自燃;;煤矸石山;;温度场;;渗流场;;氧气浓度场;;多场耦合
基金资助：国家自然科学基金面上项目(52274236)
