中国安全科学学报

作者：张美长, 祁云, 汪伟, 梁然, 刘蓉蒸, 白晨浩

单位：1 辽宁工程技术大学 矿业学院,辽宁 阜新 123000；2 辽宁工业大学 机械工程与自动化学院,辽宁 锦州 121001；3 山西大同大学 煤炭工程学院,山西 大同 037000

关键词：特厚煤层,分层开采,自燃危险区域,数值模拟,氧气体积分数

基金：辽宁省教育厅基本科研项目(LJKMZ20220690); 山西省基础研究计划(自由探索类)青年项目(202203021222300); 山西省高等学校科技创新计划项目(2022L448); 山西省高等学校科技创新计划项目(2022L449)

为有效且准确地判断特厚煤层开采中采空区内气体浓度场、温度场以及流场分布特征,进而确定特厚煤层分层开采的自燃危险区域,以灵泉矿172307工作面为例,采用数值模拟技术手段,以采空区多场耦合机制为基础,构建特厚煤层分层开采的采空区煤自燃数学模型,并结合煤体耗氧速率、放热强度、自燃临界氧气体积分数以及孔隙率和渗透率的分布模型,通过联立求解,得到稳定状态下特厚煤层分层开采的自燃危险区域演化特征。结果表明:在上分层采空区,高氧气体积分数区域和高温区域均主要位于终采线附近以及进、回风巷上部位置,主要漏风区域位于终采线处。在复合采空区内,高氧气体积分数区域主要位于进风侧和回风侧,随着不断往采空区深部移动,氧气体积分数呈现减小的趋势;且在距离采煤工作面的一定距离出现类似“椭圆”的局部高温区。

来源：2024年第8期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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