采空區(qū)注入低溫氮氣防滅火數(shù)值模擬.pdf

1、氮氣作為一種防滅火技術具有滅火迅速、效果顯著、安全可靠、操作簡單等優(yōu)點而受到國內外的廣泛關注,本文通過理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場應用相結合的方法,以井下實測數(shù)據(jù)為基礎,理論分析和數(shù)值模擬為先導,模擬低溫氮氣在采空區(qū)內運移規(guī)律,優(yōu)化現(xiàn)場注氮工藝。
　　首先根據(jù)低溫氮氣防滅火特性研究液氮防滅火工藝,綜合分析液氮直注式和液氮汽化式工藝存在的問題,并提出了液氮可控溫式汽化工藝,克服了液氮遠距離輸送難以保溫、極易汽化、凍壞管路等問題。

2、　　通過對采空區(qū)上覆巖層垮落特征、垂直三帶高度的分析,研究了采空區(qū)碎脹系數(shù)、孔隙率、滲透率、粘性阻力系數(shù)之間的關系及其在采空區(qū)內的分布特性,為編制孔隙率和粘性阻力系數(shù)UDF提供了重要的依據(jù)。
　　通過推導采空區(qū)內氣體流動基本方程,建立了采空區(qū)風流運移模型,模擬采空區(qū)內溫度場、氣體濃度場及風流場,得出低溫氮氣在采空區(qū)內運移規(guī)律。提出了采空區(qū)惰化降溫指標,并根據(jù)指標定量分析溫度和流量對采空區(qū)惰化降溫效果的影響,得出了采空區(qū)內最佳注氮位