采空區(qū)自然發(fā)火多場耦合理論及應(yīng)用

　　采空區(qū)自然發(fā)火是井下重大災(zāi)害之一，也是煤礦安全生產(chǎn)領(lǐng)域重點研究的問題。本書在分析煤自燃特性參數(shù)及采空區(qū)內(nèi)產(chǎn)熱與散熱規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值模擬技術(shù)提出了采空區(qū)自燃發(fā)火的能量遷移理論，闡述并揭示了采空區(qū)自然發(fā)火的多場耦合致災(zāi)過程和機(jī)理，建立了三維多場耦合數(shù)學(xué)模型；確定了四面體單元控制體的合理圈劃方案，提出了一種具有較高精度的有限體積法的新算法；利用新算法離散自然發(fā)火模型，編制了“采空區(qū)自然發(fā)火三維仿真系統(tǒng)”，結(jié)合現(xiàn)場參數(shù)，模擬得到了注氮前后及停采狀態(tài)下的采空區(qū)各場分布情況，分析了推進(jìn)速度、遺煤厚度及工作面風(fēng)量等對自然發(fā)火的影響；提出了一種以工作面上隅角一氧化碳涌出量來定量評估采空區(qū)自然發(fā)火風(fēng)險的新方法，提高了采空區(qū)自然發(fā)火早期預(yù)報的準(zhǔn)確性，還自主研發(fā)了一種新型干冰快速升華裝置，即干冰相變發(fā)生器，成功處置了井下的早期自然發(fā)火。

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