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作者：刘刚;褚廷湘;朱天儒;张曦;王雨钒;孟金伟;
单位：中煤平朔集团有限公司;华北科技学院矿山安全学院;
摘要：气体抽排技术作为治理浅埋煤层工作面上隅角低氧现象的有效措施，其应用过程中存在采空区漏风量增加可能导致煤自燃风险升高的问题。以中煤平朔集团有限公司井工一矿19112工作面为研究对象，在典型浅埋煤层工作面上隅角低氧致因分析基础上，构建了采空区流-固-化多场耦合数学模型，采用计算流体动力学（CFD）数值模拟方法分析了90,120,240,360 m~3/min气体抽排流量下上隅角低氧治理效果与采空区煤自燃风险程度。研究结果表明：(1)上隅角低氧现象是由煤层处于CO_2-N_2带且惰性气体下泄、采空区遗煤低温氧化、采空区与地表形成贯通裂隙发育通道及工作面U型负压通风方式等因素共同作用形成的。(2)当气体抽排流量提升至360 m~3/min时，上隅角区域O_2体积分数显著提升，低氧现象得到有效控制。(3)低氧范围宽度与气体抽排流量呈二次函数拟合关系。(4)在上隅角安装抽排通风机进行抽排时虽然会使采空区氧化带宽度有一定程度增加，但其最大宽度（53.8 m）仍远低于理论采空区氧化带宽度安全阈值（604.8 m），表明气体抽排技术在有效治理低氧的同时，不会显著增加采空区煤自燃风险。
关键词：上隅角;低氧现象;气体抽排;采空区;煤自燃
基金资助：国家自然科学基金面上项目（52274199,51774114）
