CFD模型下采空区瓦斯抽采与注氮防灭火设计
本文选题:瓦斯抽采 切入点:煤自燃 出处:《中国安全科学学报》2016年06期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为寻求针对高瓦斯易自燃煤层的最佳注氮防灭火设计方案,以某矿综采面为原型,开发带有抽采孔的计算流体力学(CFD)模型。采用基于截断温度的稳态模拟方法,得出采场气体运移及分布的基本形态。在此基础上,分别模拟并分析不同抽采方式、抽采位置、抽采流量与注氮条件等因素对自燃危险区域分布的影响。结果表明:抽采方案的选择会直接影响采空区内部流场的形态,进而改变自燃危险区的分布。在相同注氮流量下,采空区深部注氮比浅部注氮能够达到更好的惰化效果,将自燃危险区域整体向前压缩。立体抽采时,应合理布置钻孔间距,以避免漏风通道相互贯通,配合采用注氮惰化缩减氧化自燃带范围,在实现瓦斯抽采最大化的同时防治遗煤自燃。
[Abstract]:In order to search for the best design scheme of nitrogen injection to prevent and extinguish fire in high gas prone spontaneous combustion coal seam, a CFDs model with mining holes is developed based on a fully mechanized face of a mine. A steady state simulation method based on truncation temperature is adopted. The gas migration and distribution in stope are obtained. On the basis of this, different extraction methods and extraction positions are simulated and analyzed respectively. The effects of extraction flow rate and nitrogen injection condition on the distribution of spontaneous combustion dangerous area are studied. The results show that the selection of extraction scheme will directly affect the shape of flow field in goaf, and then change the distribution of spontaneous combustion danger area. Nitrogen injection in the deep part of goaf can achieve better inerting effect than that in shallow part, and the danger area of spontaneous combustion can be compressed forward as a whole. In order to avoid the air leakage channel from penetrating each other, the borehole spacing should be reasonably arranged in the process of stereoscopic extraction. With nitrogen injection inerting to reduce the range of oxidation spontaneous combustion zone, the maximum gas extraction is realized and the residual coal spontaneous combustion is prevented at the same time.
【作者单位】: 中国矿业大学安全工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助(U1361102)
【分类号】:TD752.2;TD712.6
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,本文编号:1624794
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