CFD模型下采空区瓦斯抽采与注氮防灭火设计

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。