采空区注氮参数设计及三维流场分析_中国煤炭行业知识服务平台

采空区注氮参数设计及三维流场分析

作者

刘星魁王公忠周爱桃
单位

河南理工大学能源科学与工程学院河南工程学院安全工程系中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院
摘要

为了合理设计采空区注氮防火方案,以南山矿18-5采空区为研究背景,利用FLUENT软件,结合含变渗透系数的Forchheimer运动方程,对具有抽放巷和注氮管的复杂采空区模型三维流场进行了数值分析。结果表明,大流量注氮在采空区浅部即可取得很好的氧气惰化效果,随着注氮管的深入,惰化效果逐渐降低;小流量注氮取得的惰化效果具有相反的变化趋势,即二者存在不同的最佳注氮位置;受抽放巷影响,模型回风侧存在氧气富集区,仅靠注氮无法对其有效稀释,应配合工作面长距离封堵,减弱高抽巷引起的漏风。依据研究结论和现场施工条件,设计了合理的防火方案,在注氮工作之前,应首先对采空区规模、通风条件和制氮设备能力进行预先评估。
关键词

采空区注氮三维流场惰化效果注氮位置氧气富集区
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目:突出煤粉瓦斯两相流诱导矿井风流灾变规律研究(51304213)；河南省科技攻关计划资助项目:综放工作面三维流场分析及自燃危险性评价模型开发(132102210448)；河南工程学院科技创新团队建设经费资助项目(CXTD2014002)；