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安全与环境学报2024年第12期:多物理场耦合下采空区煤自燃三带数值模拟研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨玉中;任立刚;

单位:河南理工大学能源科学与工程学院;

摘要:采空区煤自燃三带分布范围的确定对自燃火灾防治至关重要。以平煤五矿己_(16-17)-23260工作面为例,综合运用试验分析、现场观测及数值模拟等方法,对综采面采空区自燃三带的分布范围进行了深入探究。结果表明:己_(16-17)煤层煤温为θ时的实际放热强度为q(θ)=4.8337e~(0.0467θ);基于COMSOL的采空区自燃三带温度场、渗流场和应力场(Thermal Hydrological Mechanical, THM)多场耦合模拟结果与现场实测结果相互对比,得出进风巷与回风巷氧化带的最大宽度分别为48 m和31 m,相对误差为0.04和0.02,氧化带中的温度峰值分别为78.36℃和68.15℃,划分出的自燃三带范围基本一致;采空区x-y截面氧化带呈弧形分布,y-z截面氧化带呈抛物线分布;工作面三带范围随着工作面风速和倾向长度的增大呈现逐步扩大的趋势,而且逐步向采空区内部延伸。

关键词:安全工程;自燃三带;温度场、渗流场和应力场多场耦合;风速;倾向长度

基金资助:河南省自然科学基金项目(232300420080)