基于FLUENT的采空区自燃“三带”分布规律研究 *

杨夺，王文才，郝明

(1.内蒙古科技大学 矿业与煤炭学院，内蒙古 包头 014010；2.内蒙古科技大学 矿业研究院，内蒙古 包头 014010；3.达拉特旗苏家沟煤炭有限责任公司 苏家沟煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 014399)

近年来，采空区自燃“三带”划分理论己得到很大的发展，其研究手段多种多样.一种是采空区实测数据，用CFD软件进行数值模拟来计算氧化升温带的范围；第二种是采煤工作面现场实测采空区氧气浓度和温度数据，统计出采空区自燃“三带”范围；李宗翔[1]提出研究多孔介质渗流方程和氧浓度平衡方程为基础，建立数学模型，同时考虑采空区漏风风流场和氧气浓度分布场来确定自燃“三带”；西安科技大学邓军等[2]研究出采空区煤炭自燃的定量标准，如自然发火最小浮煤厚度、最小氧气百分比等.

通过数值模拟方法，可以确定工作面采空区自燃“三带”的范围.从而确定煤炭自燃危险性.基于苏家沟煤矿4109工作面生产技术条件为背景，采用fluent数值模拟软件对苏家沟煤矿综采工作面采空区漏风流场进行了数值模拟，得出氧化带、散热带和窒息带的范围，为采空区防灭火提供数据支持.

1 数值计算模型的建立

利用二维方程建立苏家沟煤矿4109工作面采空区的模型，根据苏家沟煤矿4109工作面实际情况，采空区纵深取300 m，工作面长度200 m，配风量1 340 m3/min.工作面模型尺寸见表1.

表1 数值计算模型尺寸表

采空区的孔隙率从工作面内向深部孔隙率逐渐减小是由于采空区内冒落的岩石，浮煤……