【摘 要】
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为解决采空区遗煤自燃引起的井下大量煤炭资源被烧毁、井下工作面作业环境遭到污染及井下煤矿工人生命安全受到威胁等问题,在综放工作面通常采用以注惰性气体为主的综合防灭火措施。随着煤电一体化的不断进行,产生了大量的坑口电厂,其燃烧产物烟道气体中氧气含量低,可将其注入井下采空区预防采空区煤炭自燃,既减少了制惰性气体造成的资金浪费又可以实现坑口电厂烟气的高效利用、资源化、无害化处理。因此,进行烟道气体注入采空
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为解决采空区遗煤自燃引起的井下大量煤炭资源被烧毁、井下工作面作业环境遭到污染及井下煤矿工人生命安全受到威胁等问题,在综放工作面通常采用以注惰性气体为主的综合防灭火措施。随着煤电一体化的不断进行,产生了大量的坑口电厂,其燃烧产物烟道气体中氧气含量低,可将其注入井下采空区预防采空区煤炭自燃,既减少了制惰性气体造成的资金浪费又可以实现坑口电厂烟气的高效利用、资源化、无害化处理。因此,进行烟道气体注入采空区对遗煤自燃影响的数值模拟研究,尤其是对考虑采空区煤吸附作用下的烟道气体对遗煤自燃影响进行数值模拟研究。
基于电厂烟气防灭火理论、惰性气体防灭火理论、气体吸附实验及理论,结合8105工作面实际情况确定了采空区遗煤对烟道气体的实际消耗量和吸附作用放出的热量,进而建立了实际采空区遗煤自燃的物理模型,利用多孔介质渗流理论、“三大”守恒方程和传热传质学理论,构建采空区遗煤自燃的数学模型;应用FLUENT软件分别对通入烟道气体,不考虑遗煤吸附作用时改变烟气注入量对采空区遗煤自燃的自燃“三带”,氮气浓度场,二氧化碳浓度场以及温度场影响进行数值模拟分析;对考虑遗煤吸附作用时不同烟气注入量对采空区遗煤自燃的上述四种场的影响进行数值模拟分析;确定了考虑遗煤吸附气体作用时,一个较优的注入量使采空区氧化带宽度减小幅度最大、温度降低幅度最大,并说明了考虑遗煤对气体吸附作用对于指导煤矿防灭火工作的重要性。
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