前进式U形通风采空区风流与自燃的数值模拟

基于渗流方程、多组分气体渗流-扩散方程和多孔介质渗流传热方程，建立前进式开采U型通风采空区自然发火模型.通过迭代方法计算沿空巷道的侧漏风量，以此边界条件数值模拟计算出前进式开采U型通风采空区的漏风规律；根据瓦斯-O$_2$-CO浓度和温度分布状态及其变化来描述自燃过程.在计算中，采空区非均质性按自然冒落考虑，兼顾瓦斯涌出对自燃的耦合作用；模拟得到，在前进式开采特有的3面漏风边界条件下，采空区自燃位置(最高温点)在开切眼冒落区进风一侧，自燃产生的有害气体和瓦斯随漏风流从回风边界渗出.在前进开采U型通风形式下，通风量在到达工作面时衰减很大，因此，前进开采布置一次推进距离不易过大；解决好沿空留巷的封堵材料和正确的堵漏措施，是保证前进式开采顺利进行的技术关键.