崇信縣百貫溝煤業(yè)防火研究報(bào)告

PAGE—PAGEII—目錄1.礦井概況 12.立項(xiàng)背景與項(xiàng)目目標(biāo) 12.1研究目的與意義 12.2研究?jī)?nèi)容與目標(biāo) 23.1503綜放面煤層自燃特性參數(shù)實(shí)驗(yàn) 33.1煤層自燃傾向性鑒定及自然發(fā)火期預(yù)測(cè) 33.1.1基于氧化動(dòng)力學(xué)方法的煤自燃傾向性測(cè)定 33.1.2煤層最短自然發(fā)火期預(yù)測(cè) 73.2煤層自燃指標(biāo)氣體實(shí)驗(yàn) 83.2.1指標(biāo)氣體優(yōu)選原則 93.2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備 93.2.3實(shí)驗(yàn)過(guò)程 93.2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 103.3本章小結(jié) 134.1503綜采工作面自燃危險(xiǎn)區(qū)域判定研究 134.11503綜采工作面概況 134.1.1工作面位置及井上下關(guān)系 134.1.2煤層賦存特征及煤質(zhì)情況 144.1.3地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)情況 144.1.4巷道布置、采煤方法及通風(fēng)系統(tǒng) 154.2采空區(qū)自燃“三帶”研究意義 154.3采空區(qū)自燃“三帶”劃分標(biāo)準(zhǔn) 164.4半導(dǎo)體測(cè)溫與束管取樣分析系統(tǒng)建立 184.5采空區(qū)測(cè)溫取樣數(shù)據(jù)分析 214.5.1采空區(qū)溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 214.5.2采空區(qū)取樣分析數(shù)據(jù) 244.5.3“三帶”分布分析 354.6本章小結(jié) 385.采空區(qū)隱蔽火源發(fā)展規(guī)律CFD技術(shù)模擬 395.1基于采空區(qū)氧氣濃度場(chǎng)CFD模型的自燃危險(xiǎn)區(qū)域模擬 395.2采空區(qū)隱蔽火源與氣體產(chǎn)物運(yùn)移規(guī)律模擬 445.3本章小結(jié) 476.煤火預(yù)防、預(yù)報(bào)、應(yīng)急與綜合治理技術(shù)體系構(gòu)建研究 486.1概述 486.2易燃煤層開(kāi)采煤火預(yù)防技術(shù) 496.2.1易燃煤層開(kāi)采煤火特點(diǎn)剖析 496.2.2易燃煤層開(kāi)采煤火規(guī)律分析 516.2.3綜放面煤火預(yù)防重點(diǎn) 526.2.4巷道掘進(jìn)期間防火技術(shù) 536.2.5綜放面生產(chǎn)期間防火技術(shù) 556.2.6綜放面停采時(shí)防火技術(shù) 576.2.7綜放面臨時(shí)停采防火技術(shù) 586.3易燃煤層開(kāi)采煤火早期預(yù)報(bào)、應(yīng)急與綜合治理技術(shù) 586.3.1煤火早期預(yù)報(bào)概述 586.3.2指標(biāo)氣體選取 596.3.3巷道自然發(fā)火早期預(yù)報(bào) 606.3.4綜放面自然發(fā)火監(jiān)測(cè)及早期預(yù)報(bào) 646.3.5綜放面封閉期間和閉墻內(nèi)火災(zāi)氣體檢測(cè)及預(yù)報(bào) 656.3.6煤火應(yīng)急與綜合治理技術(shù)體系構(gòu)建 676.4本章小結(jié) 73—PAGE76—1.礦井概況崇信縣百貫溝煤業(yè)有限公司位于甘肅省平?jīng)鍪谐缧趴h新窯鎮(zhèn)及黃花鄉(xiāng)境內(nèi)，距崇信縣城西南約27km，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)35°10′12.017″～35°12′22.336″，北緯106°58′01.917″～107°01′50.493″。礦區(qū)有四級(jí)公路向南至梁家胡同與崇（信）—大（灣嶺）公路相接，由此東至崇信縣城27km，向西至大灣嶺23km與寶（雞）—平（涼）公路相接，由大灣嶺向北距安口南站11km，距平?jīng)鍪?0km，向南距陜西省寶雞市中心約124km，交通便利。礦區(qū)井田走向長(zhǎng)6.3km，傾斜長(zhǎng)1.7km，井田面積約7.57km2。井田內(nèi)主要可采煤層為煤5，局部可采煤層為煤3，儲(chǔ)量中心在井田中部，共有地質(zhì)儲(chǔ)量7612萬(wàn)t礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為0.6Mt/a，礦井服務(wù)年限為50.4a。礦井開(kāi)拓方式為斜井開(kāi)拓，新開(kāi)主井、副井，原混合井、風(fēng)井作為風(fēng)井一并使用。井下設(shè)一個(gè)開(kāi)拓水平＋800m水平，上、下山開(kāi)采。全礦共劃分為4個(gè)采區(qū)，礦井投產(chǎn)時(shí)首采區(qū)布置有一個(gè)綜采放頂煤工作面（煤5礦井通風(fēng)采用中央并列抽出式通風(fēng)方式，風(fēng)井地面裝配有FBD—Ⅱ—№18防爆對(duì)旋軸流式主要通風(fēng)機(jī)（裝置）2臺(tái)，適配電機(jī)功率2×75kw。作為礦井通風(fēng)的主要?jiǎng)恿Γ?臺(tái)風(fēng)機(jī)其中1臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)、1臺(tái)備用。根據(jù)礦井瓦斯鑒定等級(jí)，百貫溝煤業(yè)屬于瓦斯礦井，煤層自然發(fā)火傾向性自燃等級(jí)為Ⅱ類(lèi)，屬于自燃煤層，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性。2.立項(xiàng)背景與項(xiàng)目目標(biāo)2.1研究目的與意義煤層自燃火災(zāi)是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)國(guó)有煤礦每年因火害而封閉的采煤工作面均在100個(gè)以上，而被封在每個(gè)火區(qū)內(nèi)的裝備損失均達(dá)數(shù)千萬(wàn)元，且大量的煤炭資源因火害而被凍結(jié)。特別是近十多年來(lái)，隨著我國(guó)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的推廣，其煤炭產(chǎn)量和效益得到了大幅度地提高。但是，與此同時(shí)，由于綜采（放）技術(shù)具有一次性開(kāi)采強(qiáng)度大，采空區(qū)遺留殘煤多特點(diǎn)，加之受到機(jī)電設(shè)備功率數(shù)大、散熱量多，開(kāi)采深度大、放熱強(qiáng)度高而引起采空區(qū)溫度升高，以及一些孤島、無(wú)煤柱等開(kāi)采技術(shù)造成的采空區(qū)相互連通、漏風(fēng)通道復(fù)雜等多種不利因素影響，致使礦井煤火頻繁發(fā)生。其不僅極大地制約了礦井高產(chǎn)高效技術(shù)的發(fā)展，更為嚴(yán)重者因?yàn)榛鸷t可能引燃瓦斯煤塵爆炸或火煙毒化礦井，釀成重大惡性事故，而又嚴(yán)重地威脅著礦井的安全生產(chǎn)和井下人員的生命安全。然而，煤層自燃不同于外因火災(zāi)，外因火災(zāi)火勢(shì)發(fā)展迅猛，很快就會(huì)形成大火，在礦井實(shí)際生產(chǎn)條件下，幾乎沒(méi)有處理火災(zāi)的緩沖期。而自燃（內(nèi)因）火災(zāi)的形成是一個(gè)緩慢氧化蓄熱過(guò)程，發(fā)現(xiàn)煤體暴露面處有自燃征兆，在未形成外因火災(zāi)之前，仍有一定的緩沖時(shí)間對(duì)火區(qū)進(jìn)行控制和治理，如果能很好地利用這段時(shí)期控制和熄滅火區(qū)，將起到事半功倍的效果；而一旦錯(cuò)過(guò)這段控制火勢(shì)的良好時(shí)機(jī)，高溫區(qū)將會(huì)急劇發(fā)展，處理火區(qū)的工作條件將會(huì)迅速惡化。因此，開(kāi)展對(duì)百貫溝煤業(yè)易燃煤層開(kāi)采自然發(fā)火規(guī)律及防治體系構(gòu)建的技術(shù)研究，對(duì)于確保礦井安全、高產(chǎn)、高效和集約化生產(chǎn)，無(wú)疑具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。2.2研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)⑴易燃煤層自燃特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)研究百貫溝煤業(yè)長(zhǎng)走向采煤工作面煤層自燃特性基礎(chǔ)參數(shù)、絕熱氧化溫升特性、不同氧化階段煤炭自燃的氣體產(chǎn)物成分和濃度變化規(guī)律，確立煤層自燃的指標(biāo)氣體、建立煤層自燃的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)體系。同時(shí)，以煤的自燃氧化動(dòng)力學(xué)測(cè)定方法為基礎(chǔ)，確定易燃煤層的自然發(fā)火期時(shí)間。⑵1503綜采工作面自燃危險(xiǎn)區(qū)域判定研究通過(guò)在1503綜采工作面采空區(qū)內(nèi)埋設(shè)溫度傳感探頭測(cè)溫和鋪設(shè)束管取樣分析，研究采空區(qū)內(nèi)遺煤的自燃氧化過(guò)程，進(jìn)而判斷1503綜采工作面在實(shí)際條件下采空區(qū)自燃“三帶”的分布規(guī)律及其自燃危險(xiǎn)區(qū)域的范圍和形態(tài)等。⑶采空區(qū)隱蔽火源發(fā)展規(guī)律模擬研究通過(guò)CFD模型技術(shù)，模擬研究采空區(qū)火源位置與氣體運(yùn)移范圍之間的關(guān)系。⑷易燃煤層開(kāi)采防滅火技術(shù)體系構(gòu)建研究研究構(gòu)建適合于百貫溝煤業(yè)易燃煤層開(kāi)采的煤火預(yù)防、預(yù)報(bào)、應(yīng)急與綜合治理的一整套防滅火技術(shù)體系。即結(jié)合各類(lèi)防滅火技術(shù)的不同特點(diǎn)，對(duì)自燃危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行預(yù)防性處理；當(dāng)預(yù)防體系失效后，根據(jù)煤層自燃初期的物理與化學(xué)變化產(chǎn)生的效應(yīng)，利用溫度分析法和束管氣體分析法對(duì)煤層自燃進(jìn)行早期預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)準(zhǔn)確，就能及時(shí)準(zhǔn)確地把自燃隱患點(diǎn)消除，一旦預(yù)報(bào)失敗，就將形成自燃火災(zāi)。因此，就必須采用快速有效的應(yīng)急技術(shù)，對(duì)自燃隱患點(diǎn)進(jìn)行迅速處理，以便為自燃火災(zāi)的綜合治理贏取時(shí)間，最終徹底撲滅煤火，抑制煤層自燃次生災(zāi)害的發(fā)生，減少火害給礦井帶來(lái)的損失。3.1503綜放面煤層自燃特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)煤層自燃是由于煤與氧接觸氧化放出熱量，在一定的蓄熱條件下，氧化放出的熱量被積聚，當(dāng)熱量的積聚能夠滿足煤的自燃發(fā)展需要時(shí)，煤體溫度便會(huì)不斷上升，最終導(dǎo)致其自燃。其過(guò)程的發(fā)展是一個(gè)極其復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，它主要取決于煤的氧化放熱特性、供氧條件及蓄散熱環(huán)境。因此，為了摸清百貫溝煤業(yè)煤層自然發(fā)火機(jī)理，本課題首先于實(shí)驗(yàn)室對(duì)1503綜放面煤層煤樣開(kāi)展了以下一系列實(shí)驗(yàn)研究。3.1煤層自燃傾向性鑒定及自然發(fā)火期預(yù)測(cè)3.1.1基于氧化動(dòng)力學(xué)方法的煤自燃傾向性測(cè)定⑴煤自燃傾向性的氧化動(dòng)力學(xué)測(cè)定方法原理近年來(lái)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)提出了煤自燃傾向性的氧化動(dòng)力學(xué)測(cè)定方法，并作為標(biāo)準(zhǔn)AQ/T1068—2008《煤自燃傾向性的氧化動(dòng)力學(xué)測(cè)定方法》，通過(guò)對(duì)許多礦區(qū)的大量煤樣進(jìn)行了測(cè)定。其結(jié)果表明，該方法測(cè)定原理科學(xué)、鑒定結(jié)果更為符合實(shí)際。實(shí)際上，該方法原理是基于煤低溫氧化復(fù)合反應(yīng)和自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基本原理而提出來(lái)的。即煤自熱過(guò)程包括低溫氧化和快速升溫階段，經(jīng)過(guò)大量不同煤種的自燃特性測(cè)試試驗(yàn)表明，如果僅采用某一階段的一種指標(biāo)，則難以較為全面地測(cè)試出煤的自燃特性。因此，必須采用低溫氧化階段的耗氧指標(biāo)和快速升溫階段的交叉點(diǎn)溫度指標(biāo)來(lái)反映煤不同階段的自燃特性。70℃出口氧氣濃度反映70⑵氧化動(dòng)力學(xué)方法測(cè)定條件①測(cè)試煤樣粒度的選取煤低溫緩慢氧化階段耗氧量較低，選擇合適試樣的測(cè)試粒徑對(duì)耗氧量的測(cè)試十分重要。粒徑不宜太大，太大會(huì)影響煤與氧氣接觸的表面積，氧濃度變化不明顯；同時(shí)也不宜太小，太小增加了氧氣進(jìn)入煤體的阻力，使空氣流通不暢，影響測(cè)試的重復(fù)性。為了耗氧濃度的測(cè)試需要，同時(shí)考慮到煤樣制取，該方法測(cè)試煤樣的粒徑為0.2～0.35mm。②煤樣的干燥溫度煤自燃傾向性體現(xiàn)的是煤本身自熱的內(nèi)在屬性，不應(yīng)受外在水分的影響，因此，待測(cè)煤樣應(yīng)為去除外在水分的空氣干燥煤樣。本方法煤樣的空氣干燥溫度選擇為40℃。③供氣流量的選取指標(biāo)參數(shù)的測(cè)定過(guò)程中，不同階段對(duì)應(yīng)的供氣濃度也不同。本方法初始階段通入干空氣流量為96mL/min，中間階段通入干空氣流量為8mL/min，后期程序升溫階段通入干空氣流量則又調(diào)整為96mL/min。⑶中間測(cè)定結(jié)果中間測(cè)定結(jié)果如表3—1所示。表3—1測(cè)定結(jié)果煤樣名稱(chēng)煤樣罐出口氧氣濃度（70℃）/交叉點(diǎn)溫度Tcpt/℃1503面煤樣18.54145.3⑷判定指數(shù)計(jì)算及最后結(jié)果煤自燃傾向性取決于煤在低溫自熱與加速氧化兩個(gè)階段的升溫特性，這兩個(gè)階段的氧化機(jī)理和升溫特性不同，兩個(gè)階段對(duì)煤自燃發(fā)展過(guò)程的促進(jìn)作用也存在較大差異，即兩者在對(duì)煤自燃的推動(dòng)作用中的重要程度存在差別。為了權(quán)衡兩個(gè)階段對(duì)煤自燃發(fā)展過(guò)程的不同影響程度，可引用權(quán)數(shù)對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。權(quán)數(shù)是指在綜合指標(biāo)中起著權(quán)衡輕重作用的指數(shù)，是權(quán)重的數(shù)值體現(xiàn)。重要程度高的指標(biāo)參數(shù)，相應(yīng)權(quán)數(shù)應(yīng)大；而重要程度低的指標(biāo)參數(shù)，相應(yīng)權(quán)數(shù)則應(yīng)小。將測(cè)試結(jié)果的兩個(gè)指標(biāo)參數(shù)按照其重要程度分別乘以相應(yīng)權(quán)數(shù)再進(jìn)行平均值處理，無(wú)疑有利于更好更全面地反映煤自身的氧化自燃特性。因此，在指標(biāo)參數(shù)的合成過(guò)程中，正確地給定各指標(biāo)參數(shù)的權(quán)數(shù)非常重要。常用的確定權(quán)數(shù)的方法有：①根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定；②根據(jù)測(cè)量次數(shù)確定；③根據(jù)數(shù)據(jù)的精度參數(shù)確定?？紤]到煤低溫氧化階段對(duì)于煤自燃過(guò)程的發(fā)展更為重要，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)，低溫氧化階段的權(quán)數(shù)取0.6，快速氧化階段的權(quán)數(shù)取0.4。由于加法合成法能較好的體現(xiàn)出各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的權(quán)重關(guān)系，故采用加法合成方法對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行合成。依據(jù)加法合成法，煤自燃傾向性的綜合判定指數(shù)計(jì)算式如下：（3—1）（3—2）（3—3）式中：I——煤自燃傾向性判定指數(shù)，無(wú)量綱；——煤樣溫度70℃時(shí)煤樣罐出氣口氧氣濃度指數(shù)，無(wú)量綱；——煤在程序升溫條件下交叉點(diǎn)溫度指數(shù)，無(wú)量綱；——煤樣溫度達(dá)到70℃時(shí)煤樣罐出氣口的氧氣濃度，%；Tcpt——煤在程序升溫條件下的交叉點(diǎn)溫度，℃；15.5——煤樣罐出氣口氧氣濃度的計(jì)算因子，%；140——交叉點(diǎn)溫度的計(jì)算因子，℃；——低溫氧化階段的權(quán)數(shù)，=0.6；——快速氧化階段的權(quán)數(shù)，=0.4；φ——放大因子，φ=40；300——修正因子。表3—2煤自燃傾向性分類(lèi)指標(biāo)自燃傾向性分類(lèi)判定指數(shù)容易自燃＜600自燃600≤≤1200不易自燃＞1200氧化動(dòng)力學(xué)判定煤自燃傾向性分類(lèi)指標(biāo)如表3—2所示。利用上面公式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表3—3所示。其結(jié)果顯示，用氧化動(dòng)力學(xué)方法鑒定結(jié)果為：百貫溝煤業(yè)煤層自然發(fā)火傾向性自燃等級(jí)為Ⅰ類(lèi)，即屬于容易自燃煤層。表3—3氧化動(dòng)力學(xué)方法判定結(jié)果煤樣名氧化動(dòng)力學(xué)判定指數(shù)I氧化動(dòng)力學(xué)方法自燃等級(jí)自燃傾向性1503面煤樣231Ⅰ容易自燃3.1.2煤層最短自然發(fā)火期預(yù)測(cè)絕熱氧化法是目前國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為最準(zhǔn)確、最能體現(xiàn)煤自身氧化能力強(qiáng)弱的一種測(cè)試方法。它通過(guò)最大程度地控制煤體與環(huán)境之間熱量的交換，使煤體依靠自身的氧化產(chǎn)熱升溫，來(lái)測(cè)試煤從40℃升到200℃所用的時(shí)間，它是在煤最易自燃的條件下模擬煤的自然發(fā)火過(guò)程。但是煤的絕熱時(shí)間并不能代表煤的最短自然發(fā)火期，因?yàn)槊旱淖匀话l(fā)火期與煤樣尺寸有關(guān)，絕熱條件下的煤樣尺寸通常小于礦井實(shí)際條件下的煤堆尺寸，導(dǎo)致絕熱時(shí)間小于煤自然發(fā)火期，但是實(shí)驗(yàn)室絕熱時(shí)間與現(xiàn)場(chǎng)煤的自燃性又有緊密聯(lián)系，絕熱時(shí)間越短，煤越容易自燃，發(fā)火期就越短，反之就越長(zhǎng)。通過(guò)建立實(shí)驗(yàn)室絕熱煤樣與礦井最易自燃條件下煤堆自然發(fā)火的時(shí)間上度量模型，可以預(yù)測(cè)煤的最短自然發(fā)火期。因此提出以絕熱氧化實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)建立氧化動(dòng)力學(xué)判定指標(biāo)與煤最短自然發(fā)火期的之間的度量模型，通過(guò)煤自燃傾向性測(cè)試預(yù)測(cè)煤的最短自然發(fā)火期。按照標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，對(duì)挑選的10個(gè)典型煤樣進(jìn)行氧化動(dòng)力學(xué)測(cè)試和絕熱氧化測(cè)試，采用數(shù)學(xué)分析軟件對(duì)無(wú)量綱后的氧化動(dòng)力學(xué)判定指數(shù)、絕熱氧化時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，結(jié)果如下：曲線擬合數(shù)學(xué)模型為：（3—4）式中：I——判定指數(shù)，無(wú)量綱；T——絕熱時(shí)間，h。因采用絕熱氧化測(cè)試的小煤樣與礦井條件下的大煤樣在發(fā)火時(shí)間上還是有一定的差距，但它們之間有很好的相似性。于是，根據(jù)F—K理論和大量不同尺寸煤樣的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，煤最短自然發(fā)火期的計(jì)算式為：（3—5）式中：Ts—煤最短自然發(fā)火期，h。綜合（3—4）、（3—5）式得到： （3—6）于是，將百貫溝煤業(yè)1503面煤樣的氧化動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)代入上式，預(yù)測(cè)得到：該煤5煤層最短自然發(fā)火期為15d。3.2煤層自燃指標(biāo)氣體實(shí)驗(yàn)煤層自燃是一個(gè)極其復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過(guò)程，是一個(gè)多變的自加速放熱過(guò)程。在其自燃的不同溫度下會(huì)出現(xiàn)不同種類(lèi)和含量的氣體，如CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C3H8和C2H2等。根據(jù)煤自燃進(jìn)程中的溫升、氣體釋放等變化特征判識(shí)其自燃狀態(tài)，對(duì)煤層自然發(fā)火進(jìn)行識(shí)別并預(yù)警，是礦井火害預(yù)防與處理的基礎(chǔ)，也是礦井火害防控與治理的關(guān)鍵。正因如此，它在礦井防滅火工作中，占有著極其重要的地位。因此，測(cè)試煤樣自燃產(chǎn)生各種氣體的順序和濃度，正確找出煤層自然發(fā)火對(duì)應(yīng)的指標(biāo)氣體，自然亦就成了百貫溝煤業(yè)煤層自然發(fā)火早期預(yù)報(bào)的前提條件。3.2.1指標(biāo)氣體優(yōu)選原則為了使得預(yù)報(bào)煤層自然發(fā)火更為及時(shí)、準(zhǔn)確，所選擇的指標(biāo)氣體必須同時(shí)具備下列條件：⑴靈敏性：井下一旦出現(xiàn)有煤層自燃現(xiàn)象，且煤溫超過(guò)一定值時(shí)，則該氣體一定出現(xiàn)，其生成量隨煤溫升高而不斷地穩(wěn)定增加；⑵規(guī)律性：指標(biāo)氣體的濃度變化與煤溫之間有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，且重復(fù)性好；⑶可測(cè)性：普通色譜分析儀能夠分辨、檢測(cè)到該指標(biāo)氣體的存在。3.2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備指標(biāo)氣體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖3—1所示，其主要由程序控溫箱、氣體分析儀、銅質(zhì)煤樣罐、預(yù)熱氣路、溫度控制系統(tǒng)、氣體質(zhì)量流量控制器等組成。圖3—2、圖3—3為該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要實(shí)物圖。圖3—1指標(biāo)氣體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖圖3—2溫度控制箱實(shí)物圖圖3—3指標(biāo)氣體分析儀實(shí)物圖3.2.3實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)原煤樣進(jìn)行破碎并篩分出40～80目的煤樣50g，將篩分出的50g煤樣置于銅質(zhì)煤樣罐內(nèi)，煤樣罐置于程序控溫箱內(nèi)，然后連接好進(jìn)氣氣路、出氣氣路和溫度探頭，檢查氣路的氣密性。測(cè)試時(shí)，向煤樣內(nèi)通入50ml/min的干空氣。在程序控溫箱控制下對(duì)煤樣進(jìn)行加熱，當(dāng)達(dá)到指定測(cè)試溫度時(shí)，恒定溫度5min后采取氣樣進(jìn)行氣體成分和濃度分析。3.2.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析⑴實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果如表3—4所示。表3—4百貫溝煤業(yè)1503綜放面煤樣指標(biāo)氣體程序升溫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)溫度/℃氣體成分/ppmCOCO2CH4C2H4C2H6C2H2C3H830.00.13264.091.660.000.000.000.0040.00.36348.051.850.000.000.000.1550.00.80373.321.830.000.040.000.1260.01.59391.511.800.000.040.000.1270.02.84407.471.870.000.050.000.2080.04.48422.971.780.000.040.000.2490.06.75434.321.870.000.040.000.24100.010.49451.261.800.000.060.000.32110.017.10472.441.910.000.060.000.34120.027.81503.012.010.060.110.000.44130.043.64544.522.130.070.130.000.51140.066.79609.532.260.100.170.000.51150.0100.67698.422.510.170.240.000.68160.0148.02819.742.770.260.370.000.76170.0215.88982.113.180.380.480.001.08181.5326.651236.803.6690.620.630.001.271192.3472.001572.054.3920.960.790.001.637207.3785.932234.405.891.681.070.002.272221.91288.913373.668.2373.051.540.003.421235.72035.465170.4311.684.312.190.005.156251.23045.687803.7916.078.752.820.007.721266.44490.2712266.0022.2114.013.4680.0011.19283.76280.2319398.0029.7721.054.2050.0015.54299.57790.2626088.0036.6526.634.7010.1118.42312.18616.0529708.0042.6929.164.8930.1419.45325.49712.0032195.0054.5027.384.7380.1418.03333.210761.0034514.0058.3820.564.1070.1614.68346.512056.0037032.0072.0916.214.0690.1911.61359.514468.0043276.0082.3713.374.7630.209.68⑵氣體濃度隨溫度的變化規(guī)律對(duì)1503綜放面煤樣實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的氣體生成情況進(jìn)行分析，可得到其濃度變化趨勢(shì)如圖3—4、圖3—5所示：圖3—4煤樣CO、CO2變化趨勢(shì)圖圖3—5煤樣CH4、C2H6、C2H4、C3H8、C2H2變化趨勢(shì)圖⑶指標(biāo)氣體分析與優(yōu)選從上列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其氣體變化趨勢(shì)圖中，不難分析得到：①1503綜放面煤樣在30℃到359.5℃溫度范圍的氧化過(guò)程中有規(guī)律的出現(xiàn)CO、CO2、CH4、C2H6、C2H2、C3H8和C2H4等氣體，且生成量隨煤溫的升高基本呈現(xiàn)指數(shù)上升趨勢(shì)；在30℃到285℃的溫度范圍內(nèi)該煤樣沒(méi)有生成C2H2氣體。②CO、CO2、CH4三種氣體均在30℃時(shí)即開(kāi)始出現(xiàn)。但是CH4的生成量相對(duì)較小，這是由于煤樣在采集、存放一定時(shí)間后，煤樣中本身吸附的CH4已全部脫附出來(lái)之故；CO生成量在低溫氧化階段較小，但在煤溫達(dá)到150℃、尤其200℃之后其生成量迅速大量地增加，這說(shuō)明該溫度下煤已經(jīng)開(kāi)始迅速氧化，物理吸附已經(jīng)越來(lái)越弱而化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)則占據(jù)了主導(dǎo)地位。③120℃時(shí)出現(xiàn)少量的C2H4，50℃時(shí)出現(xiàn)少量的C2H6，40℃時(shí)出現(xiàn)少量的C3H8，它們濃度雖然不大但它們隨著溫度的逐漸升高呈現(xiàn)有規(guī)律的升高增加。④C2H2出現(xiàn)的最晚，299.5℃時(shí)才開(kāi)始出現(xiàn)并呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。由此換言之，一旦有C2H2出現(xiàn)，則表明綜上所述，百貫溝煤業(yè)應(yīng)以CO作為指標(biāo)性氣體，并輔以C2H4、C2H2來(lái)掌握煤層的自燃情況；CO的出現(xiàn)說(shuō)明煤已經(jīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，CO濃度越來(lái)越高則表明煤的氧化越來(lái)越劇烈，C2H4的出現(xiàn)說(shuō)明局部煤溫已達(dá)到120℃，C2H2的出現(xiàn)則說(shuō)明煤溫至少已經(jīng)超過(guò)了299.5℃，此時(shí)應(yīng)3.3本章小結(jié)⑴基于氧化動(dòng)力學(xué)方法對(duì)1503綜放面煤樣的自燃傾向性進(jìn)行了測(cè)定，其鑒定結(jié)果為Ⅰ級(jí)容易自燃。因此，該煤5煤層的防滅火工作應(yīng)按Ⅰ級(jí)容易自燃煤層進(jìn)行。⑵在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、計(jì)算基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)得到了百貫溝煤業(yè)煤5煤層的最短自然發(fā)火期為15d。⑶于實(shí)驗(yàn)室對(duì)煤樣進(jìn)行了程序升溫控制測(cè)試，得出了各種氣體濃度隨溫度的變化趨勢(shì)，分析了煤氧化溫度與氣體產(chǎn)物的特性，得到了百貫溝煤業(yè)煤5煤層自燃的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)指標(biāo)：即①以CO作為指標(biāo)性氣體，并輔以C2H4、C2H2來(lái)掌握煤層自燃情況；②CO的出現(xiàn)說(shuō)明煤已經(jīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，C2H4的出現(xiàn)說(shuō)明煤溫已經(jīng)達(dá)到120℃以上，C2H2的出現(xiàn)則說(shuō)明煤溫至少已經(jīng)超過(guò)了299.5℃，此時(shí)應(yīng)積極4.1503綜采工作面自燃危險(xiǎn)區(qū)域判定研究4.11503綜采工作面概況4.1.1工作面位置及井上下關(guān)系1503綜采工作面位置及井上下關(guān)系如表4—1所示。表4—11503綜采工作面位置及井上下關(guān)系煤層名稱(chēng)下煤層水平名稱(chēng)＋800采區(qū)名稱(chēng)一采區(qū)工作面名稱(chēng)1503綜采（放）工作面地面標(biāo)高（m）+1317～+1261工作面標(biāo)高（m）+776.7～+920地面位置該工作面地表為山地、丘陵。井下位置及四鄰采掘情況該工作面東北側(cè)為1501面采空區(qū)，西南側(cè)為三維地震勘探所發(fā)現(xiàn)的DF1逆斷層，東南側(cè)為＋920集中運(yùn)輸巷，其余為未開(kāi)拓區(qū)域?；夭蓪?duì)地面設(shè)施影響地面為山地、丘陵，回采對(duì)地表影響較小。走向長(zhǎng)（ｍ）1090傾斜長(zhǎng)（ｍ）150面積（ｍ2）1548264.1.2煤層賦存特征及煤質(zhì)情況1503綜采工作面煤層賦存特征及煤質(zhì)情況如表4—2所示。表4—21503綜采工作面煤層賦存特征及煤質(zhì)情況煤層總厚（ｍ）10.8～3.6煤層結(jié)構(gòu)（ｍ）煤層傾角（度）21～37復(fù)雜13可采指數(shù)100%變異系數(shù)（％）穩(wěn)定程度較穩(wěn)定1503綜采工作面運(yùn)輸?shù)?、材料道均為平緩下山，煤層厚度大的變化趨?shì)為由外向里逐漸變厚，煤層色澤為黑色，條痕為深棕色，油脂光澤，呈參差狀斷口，節(jié)理面充填方解石脈，含黃鐵礦，局部含炭質(zhì)泥巖夾矸1～2層，夾矸平均厚度0.2m。煤質(zhì)情況Mad（％）ＡD（％）Std（％）Qnetar（卡/g）煤巖類(lèi)型牌號(hào)4.3917.030.754500半亮型長(zhǎng)焰煤4.1.3地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)情況根據(jù)三維地震勘探資料，1503綜采工作面運(yùn)輸?shù)缹⒋┻^(guò)DF1逆斷層，該斷層切割了煤3、煤5，斷層走向NWW～SSE，傾向NNW～SEE，傾角50°～65°，落差0～80m，延展長(zhǎng)度1870m。1503綜采工作面切眼將穿過(guò)DF4逆斷層，該斷層切割了煤5，斷層走向NW，傾向SW，傾角45°，落差0～5m，延展長(zhǎng)度320m。除此之外，其它小褶曲地質(zhì)構(gòu)造，預(yù)計(jì)對(duì)1503面回采影響不大。根據(jù)1501綜采工作面瞬變電磁法探測(cè)成果及回采經(jīng)驗(yàn)分析，1503綜采工作面回采過(guò)程中在頂板含水異常區(qū)可能會(huì)發(fā)生頂板掉水，預(yù)計(jì)最大掉水量120m3/h，正常40m3/h。1503面東南側(cè)為1501面采空區(qū)，1501面材料道與1503面回風(fēng)道之間留設(shè)有4.1.4巷道布置、采煤方法及通風(fēng)系統(tǒng)1503面整體呈上山回采，運(yùn)輸?shù)栏卟?56.1m，平均傾角8°27′；材料道高差143.3m，平均傾角7°46′；開(kāi)切眼向外～775m高差逐漸呈增大趨勢(shì)，高差最大41.8m，切眼向外775m處，兩道逐漸減小。運(yùn)輸?shù)罏楣靶螖嗝?，寬?m，高度3m，用于運(yùn)煤、運(yùn)料及進(jìn)風(fēng)；材料道為拱形斷面，寬度5m，高度3m，用于運(yùn)料及回風(fēng)；材料道高于運(yùn)輸?shù)?2.8m，兩道均采用錨網(wǎng)支護(hù)。1503面采用綜合機(jī)械化走向長(zhǎng)壁綜采放頂煤采煤方法。根據(jù)該面地質(zhì)條件、設(shè)備技術(shù)性能等，確定1503面采高為2.7m，放頂煤高度為4.3m（平均煤厚7m），采放比為1：1.5925。1503面采用U型全負(fù)壓獨(dú)立通風(fēng)方式。1503面運(yùn)輸?shù)肋M(jìn)風(fēng)，1503面材料道回風(fēng)，計(jì)算需要風(fēng)量931m34.2采空區(qū)自燃“三帶”研究意義煤的氧化自燃必須同時(shí)具備四個(gè)充要條件：=1\*GB3①煤有自燃傾向性并呈破碎堆積狀態(tài)存在；=2\*GB3②適量的通風(fēng)供氧；=3\*GB3③良好的蓄熱環(huán)境；=4\*GB3④維持煤氧化過(guò)程不斷發(fā)展的時(shí)間。隨著采煤工作面回采生產(chǎn)的不斷向前推進(jìn)，由于礦山壓力的作用，其采空區(qū)遺煤在空間上將經(jīng)歷散熱帶、氧化帶（可能自燃帶或自燃帶）和窒息帶即通常所說(shuō)的“三帶”，如圖4—1所示。采空區(qū)“三帶”的位置將隨采煤工作面的推進(jìn)而動(dòng)態(tài)前移，其氧化帶的寬度和前移速度等特性參數(shù)則往往是煤層自燃防治工作的重要數(shù)據(jù)。顯然，氧化帶的寬度越大，前移速度越慢，當(dāng)浮煤停留在氧化帶內(nèi)的時(shí)間t大于該煤層的自然發(fā)火期T時(shí)，這時(shí)的煤就有可能自燃。圖4—1采空區(qū)自燃“三帶”示意圖于是，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的煤層自燃的相關(guān)特性參數(shù)，開(kāi)展回采工作面采空區(qū)遺煤溫度及氣樣變化規(guī)律的研究，分析回采工作面采空區(qū)遺煤的自燃氧化狀況，判定實(shí)際條件下回采工作面采空區(qū)“三帶”的分布規(guī)律，自燃危險(xiǎn)區(qū)域范圍及其形態(tài)，研究掌握回采工作面采空區(qū)“三帶”的寬度和遺煤處于氧化帶的時(shí)間，對(duì)于確定回采工作面的通風(fēng)方式，優(yōu)化回采工作面的通風(fēng)參數(shù)，制定回采工作面正常生產(chǎn)過(guò)程中的防滅火措施及其裝備，以及確定回采工作面的安全推進(jìn)速度，確保采空區(qū)后部遺留浮煤不出現(xiàn)自燃危險(xiǎn)等，皆具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。4.3采空區(qū)自燃“三帶”劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于采空區(qū)自燃“三帶”的劃分方法，目前，常用的主要有以下三種：⑴氧氣濃度劃分法利用氧氣濃度劃分采空區(qū)自燃“三帶”，是目前最常用的方法之一。根據(jù)有關(guān)資料和《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采用的劃分依據(jù)一般為：散熱帶的氧氣濃度＞19%、自燃帶的氧氣濃度在8%～19%之間、窒息帶的氧氣濃度＜8%。大量試驗(yàn)表明，采空區(qū)氧氣濃度易于觀測(cè)，且能代表煤炭自燃的環(huán)境，因此，采用氧氣濃度劃分法是十分合適的。⑵漏風(fēng)強(qiáng)度劃分法根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)采場(chǎng)漏風(fēng)的研究，采空區(qū)自燃“三帶”的范圍根據(jù)采空區(qū)漏風(fēng)流速一般可分為：=1\*GB3①散熱帶、流速＞0.24m/min，=2\*GB3②自燃帶、0.24m/min≥流速≥0.1m/min，=3\*GB3③窒息帶、流速＜0.1m/min。采空區(qū)的漏風(fēng)強(qiáng)度能夠在一定程度上反映自燃“三帶”的特性，但在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)定過(guò)程中，由于受到采空區(qū)內(nèi)設(shè)點(diǎn)困難、測(cè)量?jī)x器精度不夠、采空區(qū)風(fēng)流方向不可預(yù)見(jiàn)性等因素的綜合影響，測(cè)定過(guò)程往往無(wú)法進(jìn)行或者是其結(jié)果可信度較低。因此，通過(guò)漏風(fēng)強(qiáng)度劃分采空區(qū)自燃“三帶”的方法，目前現(xiàn)場(chǎng)操作較為困難，一般情況下主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬得到。⑶溫度劃分法該方法一般用溫升速率作為采空區(qū)自燃“三帶”的劃分標(biāo)準(zhǔn)。溫升速率有兩種表述方式，第一種是指單位時(shí)間內(nèi)溫度變化的數(shù)值，表達(dá)式為：（4—1）式中：T1——初始測(cè)定的采空區(qū)環(huán)境溫度，℃；T2——后期測(cè)定的采空區(qū)環(huán)境溫度，℃；Δd——從T1變化到T2所需的時(shí)間，day；ΔT——T1到T2的變化值，℃；K——溫升速率，℃/day。第二種是指在單位距離內(nèi)的溫度變化，表達(dá)式為：（4—2）式中：T1——采空區(qū)1測(cè)點(diǎn)的環(huán)境溫度，℃；T2——采空區(qū)2測(cè)點(diǎn)的環(huán)境溫度，℃；Δl——測(cè)點(diǎn)在采空區(qū)內(nèi)的距離變化，m；ΔT——在Δl的距離變化范圍內(nèi)溫度的變化值，℃；——溫升速率，℃/m。目前，溫升速率法主要是通過(guò)在采空區(qū)埋設(shè)溫度探頭，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)溫，以了解采空區(qū)遺煤的溫度變化清況。如果K值大，則反映采空區(qū)遺煤自燃危險(xiǎn)性就大，通常認(rèn)為K≥1℃/day的區(qū)域就是氧化帶。值得指出，實(shí)際上，溫度不宜作為劃分采空區(qū)自燃“三帶”的主要指標(biāo)，因?yàn)椴⒎撬械牟煽諈^(qū)內(nèi)的溫度都會(huì)上升到某一確定的值。在一定條件下，自燃帶內(nèi)的遺煤存在自然發(fā)火的可能性，往往并不表現(xiàn)為很快會(huì)升溫自燃；在一定時(shí)間內(nèi)，采空區(qū)內(nèi)的溫度不上升，并不能認(rèn)為自燃“三帶”不存在。因此，采空區(qū)內(nèi)的溫度變化只能作為條件適合時(shí)的輔助指標(biāo)。當(dāng)然，當(dāng)采空區(qū)溫度有明顯變化時(shí)，這時(shí)以采空區(qū)溫度上升速率劃分是適宜的，因溫度的上升速率變化更能直接說(shuō)明采空區(qū)煤炭氧化的情況。4.4半導(dǎo)體測(cè)溫與束管取樣分析系統(tǒng)建立⑴半導(dǎo)體測(cè)溫系統(tǒng)由于煤礦井下環(huán)境條件相對(duì)惡劣、復(fù)雜，因此要求測(cè)溫系統(tǒng)應(yīng)具有穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確和防潮、抗震、耐腐蝕以及抗靜電和雜散電流等性能和特點(diǎn)，并且要求傳感探頭與二次儀表之間的信號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離（max達(dá)1km）通信傳輸和滿足安全防爆要求。AD590集成溫度傳感器即能很好地滿足這一要求，它是利用其半導(dǎo)體元件特性隨溫度而變化制作的傳感器集成芯片，即當(dāng)電源電壓在＋4～30VDC范圍時(shí)，可得到1A/℃的恒定電流。據(jù)此構(gòu)成的系統(tǒng)工作原理圖如圖4—2所示，封裝后的AD590傳感器結(jié)構(gòu)圖如圖4—圖4—2AD590半導(dǎo)體測(cè)溫系統(tǒng)工作原理圖圖4—3封裝后的AD590傳感器結(jié)構(gòu)圖1—引線；2—焊接點(diǎn)；3—6mm紫銅管；4—AD590；5—瞬間環(huán)氧膠⑵束管取樣分析系統(tǒng)根據(jù)采空區(qū)氣體取樣要求，取氣束管應(yīng)選擇孔徑大小適中、軟硬適宜，便于接合且易于鋪設(shè)的軟管。其中管徑大小的考慮，一方面，要求管徑盡可能小，以保證所有傳感探頭引線和取氣束管捆扎成束而能鋪設(shè)于鋼管（保護(hù)作用）內(nèi)，且不能過(guò)于擁擠，造成穿線困難或堵死取氣束管；另一方面，管徑又不能太小，否則抽取氣體時(shí)阻力過(guò)大，取樣困難。束管軟硬程度的考慮，一方面，應(yīng)保證抽氣時(shí)不會(huì)因太軟而被吸扁堵塞；另一方面保證鋪設(shè)時(shí)不會(huì)因太硬而容易折斷。因此，選擇了內(nèi)徑為6～8mm的聚氯乙烯塑料管作為取氣束管。本次束管取樣分析系統(tǒng)配備了JSG8型礦井自燃火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它由井下設(shè)備、地面分析站和計(jì)算機(jī)三個(gè)部分組成。其中井下設(shè)備主要由上述的取樣管路及附件組成，地面分析站由抽氣泵、氣樣選取器、指示器及氣體分析儀組成。該束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以連續(xù)遙測(cè)CO、CH4、O2、N2、CO2及其它烷、烯、炔烴類(lèi)氣體（CnHm）等。⑶1503面測(cè)點(diǎn)布置1503綜采工作面傾向長(zhǎng)約150m，于切眼處按平均間隔約40m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，共布置5個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)兩個(gè)溫度傳感探頭（一用一備）和一根束管（隨著工作面的逐步推進(jìn)，5個(gè)測(cè)點(diǎn)先后分別進(jìn)入散熱帶、自燃帶和窒息帶），沿工作面及材料道布置一趟50mm鋼管，將溫度探頭引線和取樣束管捆扎成束后敷設(shè)于鋼管內(nèi)。測(cè)溫取樣測(cè)點(diǎn)布置示意圖如圖4—4所示，測(cè)點(diǎn)測(cè)溫取樣保護(hù)裝置圖如圖4—5所示。圖4—4測(cè)溫取樣測(cè)點(diǎn)布置示意圖圖4—5測(cè)點(diǎn)測(cè)溫取樣保護(hù)裝置圖由于鋼管具有較好的熱傳導(dǎo)性，為了防止溫度傳感探頭與保護(hù)鋼管直接接觸，導(dǎo)致溫度傳感器不能真實(shí)反映測(cè)點(diǎn)的溫度，所以，溫度傳感探頭應(yīng)固定牢靠。為此，于鋼管一定位置打上若干排小眼，并在鋼管內(nèi)側(cè)安上金屬網(wǎng)，一方面固定溫度傳感器，另一方面確保鋼管內(nèi)外氣體能夠充分交換，同時(shí)又能防止采空區(qū)冒落的碎煤、矸石進(jìn)入鋼管內(nèi)。正常情況下，每日早班采集一次溫度和氣樣。若有異常，則根據(jù)具體情況而定，可在異常測(cè)點(diǎn)，每日測(cè)取2～3次。與此同時(shí)，記錄每日工作面的推進(jìn)速度，以便于推算測(cè)點(diǎn)距工作面的距離。4.5采空區(qū)測(cè)溫取樣數(shù)據(jù)分析4.5.1采空區(qū)溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在1503面從切眼開(kāi)始回采推進(jìn)約100m的范圍內(nèi)，通過(guò)對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫取樣分析，分別得到的1#～5#測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)溫度值如表4—3所示。表4—31503面1#～5#測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)溫度數(shù)據(jù)表測(cè)定日期（2014）當(dāng)天進(jìn)尺

(m)累計(jì)推進(jìn)度（m）測(cè)點(diǎn)溫度(℃)1#2#3#4#5#8.282.44.229.729.527.927.126.88.292.45.430.829.429.128.728.38.301.26.630.629.529.429.528.78.311.27.830.829.829.229.428.79.11.2929.828.629.128.827.59.21.21231.129.729.329.1299.331535.130.930.130.228.19.4317.435.332.129.33129.69.52.419.835.834.530.132.230.29.62.422.236.335.831.533.530.19.72.424.636.836.632.234.130.69.82.42736.937.433.23632.49.92.429.438.239.535.43635.29.102.431.839.139.636.237.236.59.112.434.240.840.438.837.836.39.122.436.6414139.537.936.99.132.43943.743.842.138.338.19.142.441.44444.339.838.539.39.152.443.845.544.939.638.639.89.162.446.245.745.439.439.241.19.172.448.645.846.739.739.79.202.455.852.651.243.71109.212.458.272.165.754.21209.222.460.658.747.746.41249.232.46354.145.245.3124.39.242.465.464.545.346.3125.59.252.467.868.349.447.4104.49.262.470.273.646.651.995.29.272.472.671.846.146.385.69.282.47570.545.845.873.89.292.477.460.944.344.569.39.302.477.463.143.342.366.710.21.88168.749.244.564.110.31.88170.338.539.759.2相應(yīng)的，繪出各個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度隨工作面推進(jìn)距離的變化曲線圖如圖4—6～4—10所示。圖4—61＃測(cè)點(diǎn)溫度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—72＃測(cè)點(diǎn)溫度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—83＃測(cè)點(diǎn)溫度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—94＃測(cè)點(diǎn)溫度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—105＃測(cè)點(diǎn)溫度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖4.5.2采空區(qū)取樣分析數(shù)據(jù)在1503面回采推進(jìn)約100m的范圍內(nèi)，通過(guò)對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)在距工作面不同距離的采空區(qū)內(nèi)的取樣分析，得到的O2、CO、CO2、CH4、C2H6等氣體參數(shù)值，分別如表4—4～4—8所示。表4—41503面1#束管取樣色譜分析表測(cè)定日期（2014）當(dāng)天進(jìn)尺

(m)累計(jì)推進(jìn)度（m）CH4(%)CO2(%)O2(%)CO(ppm)C2H6(ppm)8.282.44.200.0683420.441.808.292.46.600.0642320.834.208.301.27.800.0687519.664.108.311.2900.091620.843.609.11.210.200.093520.893.809.21.211.400.0785218.766.309.3314.400.0991721.395.409.4317.400.1044820.81409.52.419.80.000650.2144619.468.209.62.422.200.084318.726.509.72.424.600.139118.67909.82.42700.121318.58909.92.429.400.612718.321209.102.431.800.135818.731009.112.434.20.00080.174818.641809.122.436.60.00070.166718.612259.132.43900.115418.181249.142.441.400.124118.811069.152.443.80.00080.26618.052689.162.446.20.00180.721418.5243119.172.448.60.00130.761418.9240139.202.455.800.164718.5216.4139.212.458.200.2522818.6320.413.49.222.460.60.00080.311718.831513.69.232.4630.00040.236718.389149.242.465.40.00150.441118.991114.49.252.467.800.397518.103015.79.262.470.20.00431.814715.2162179.272.472.60.00532.344613.7050169.282.4750.00994.80938.3859199.292.477.40.01285.5266.3046199.302.479.80.01196.325.63381710.21.881.60.01247.66125.12261410.31.883.40.01468.55554.701813表4—51503面2#束管取樣色譜分析表測(cè)定日期（2014）當(dāng)天進(jìn)尺

(m)累計(jì)推進(jìn)度（m）CH4(%)CO2(%)O2(%)CO(ppm)C2H6(ppm)8.282.44.200.0614520.791.308.292.46.600.0568420.49208.301.27.800.0758519.473.908.311.290.00060.089421.313.909.11.210.200.093520.576.409.21.211.400.0855419.107.609.3314.400.114521.19609.4317.400.1163320.906.509.52.419.80.000340.1373519.6710.809.62.422.200.0899819.94609.72.424.600.11719.65509.82.42700.121119.05609.92.429.40.00092.379819.2560119.102.431.80.00080.617319.915899.112.434.20.0010.803119.736099.122.436.60.00080.750119.5062119.132.4390.00121.195118.446169.142.441.40.00131.588918.6962119.152.443.80.0011.260419.1347119.162.446.20.00111.881518.7544129.172.448.60.00161.919618.9840169.202.455.80.002052.04118.2122.2209.212.458.20.006083.0239918.0917.122.59.222.460.60.00263.201717.6214309.232.4630.00263.655517.6312289.242.465.40.00243.14817.969179.252.467.80.00233.557617.549139.262.470.20.00273.858317.188119.272.472.60.0034.202417.106109.282.4750.00325.39316.18779.292.477.40.00324.64316.59609.302.479.80.00324.79187.654010.21.881.60.00436.10016.274010.31.883.40.00326.0886.7500表4—61503面3#束管取樣色譜分析表測(cè)定日期（2014）當(dāng)天進(jìn)尺

(m)累計(jì)推進(jìn)度（m）CH4(%)CO2(%)O2(%)CO(ppm)C2H6(ppm)8.282.44.200.0613620.74008.292.46.600.0585420.391.908.301.27.800.0665719.473.108.311.2900.094620.663.709.11.210.200.074520.883.709.21.211.400.0686718.904.409.3314.400.0912121.383.609.4317.400.0841220.97409.52.419.800.08919.347.409.62.422.200.0657419.233.509.72.424.600.025319.83409.82.42700.093419.27409.92.429.40.0012.028719.1472209.102.431.80.0010.520819.3565129.112.434.20.0010.643819.6562129.122.436.60.0010.627119.1057179.132.4390.00130.871318.8251139.142.441.40.00140.787118.5346129.152.443.80.00060.260418.4943119.162.446.20.00050.162219.003999.172.448.60.00060.15719.343889.202.455.80.001090.2799119.2233.97.69.212.458.20.006081.057519.3240.815.19.222.460.60.00221.20418.5111119.232.4630.00210.728618.34899.242.465.40.00190.549318.50879.252.467.80.00220.567718.16979.262.470.20.00290.247218.14669.272.472.60.00340.471318.101069.282.4750.00280.410518.321059.292.477.40.00160.764319.42979.302.479.80.00210.79128.506510.21.881.60.00310.81647.307310.31.883.40.00260.86526.1036表4—71503面4#束管取樣色譜分析表測(cè)定日期（2014）當(dāng)天進(jìn)尺

(m)累計(jì)推進(jìn)度（m）CH4(%)CO2(%)O2(%)CO(ppm)C2H6(ppm)8.282.44.200.0709520.70008.292.46.600.0550420.551.708.301.27.800.0658519.412.208.311.2900.086620.952.409.11.210.200.070920.824.809.21.211.400.0729619.124.309.3314.400.0821221.154.209.4317.400.0786420.804.609.52.419.800.0865819.415.609.62.422.200.0624619.173.809.72.424.600.082119.84409.82.42700.082919.22409.92.429.40.00061.25719.6951119.102.431.80.00080.428219.7358139.112.434.20.00080.578719.7955139.122.436.60.00080.492819.6852169.132.4390.00110.649419.5148149.142.441.40.00140.945919.3840169.152.443.80.00141.078519.3133159.162.446.20.00080.60119.9430149.172.448.60.00070.197218.3525209.202.455.80.006081.0989218.0224.617.69.212.458.20.001691.7804618.821315.29.222.460.60.00242.512518.266249.232.4630.00283.062617.846249.242.465.40.00252.483918.266229.252.467.80.00262.792618.186189.262.470.20.00252.913217.593109.272.472.60.00432.183117.354109.282.4750.00323.606316.29399.292.477.40.00354.213516.62349.302.479.80.00383.91627.512510.21.881.60.00434.51566.233310.31.883.40.00554.83265.8152表4—81503面5#束管取樣色譜分析表測(cè)定日期（2014）當(dāng)天進(jìn)尺

(m)累計(jì)推進(jìn)度（m）CH4(%)CO2(%)O2(%)CO(ppm)C2H6(ppm)8.282.44.200.0662620.57008.292.46.600.0644920.80008.301.27.800.0790919.852.208.311.2900.088621.132.509.11.210.200.094420.803.509.21.211.400.0639919.044.909.3314.400.0909321.003.109.4317.400.1005820.973.609.52.419.800.091219.729.309.62.422.200.0719821.113.209.72.424.600.097420.87409.82.42700.102721.28309.92.429.40.00081.841118.9761169.102.431.80.0010.491919.2664129.112.434.20.0010.693719.2162119.122.436.60.00090.525619.7551129.132.4390.00140.877118.8746129.142.441.40.00210.881918.8445139.152.443.80.00070.274719.7118139.162.446.20.000450.183419.249149.172.448.60.000420.155318.387159.202.455.80.004871.6206817.462515.69.212.458.20.002422.5752117.435169.222.460.60.00322.509117.325219.232.4630.00353.147217.244209.242.465.40.00372.507917.263169.252.467.80.00332.752117.013119.262.470.20.00342.446517.343109.272.472.60.00382.723316.76269.282.4750.00532.121415.86289.292.477.40.00393.578515.53139.302.479.80.00433.882311.311110.21.881.60.00524.27127.132210.31.883.40.00365.21586.2512相應(yīng)的，繪出各個(gè)測(cè)點(diǎn)的氧氣（O2）、一氧化碳（CO）、乙烷（C2H6）等氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離的變化曲線圖，分別如圖4—11～4—20所示。圖4—111#測(cè)點(diǎn)O2、CO氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—121#測(cè)點(diǎn)CH4、CO2、C2H6氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—132#測(cè)點(diǎn)O2、CO氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—142#測(cè)點(diǎn)CH4、CO2、C2H6氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—153#測(cè)點(diǎn)O2、CO氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—163#測(cè)點(diǎn)CH4、CO2、C2H6氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—174#測(cè)點(diǎn)O2、CO氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—184#測(cè)點(diǎn)CH4、CO2、C2H6氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—195#測(cè)點(diǎn)O2、CO氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖圖4—205#測(cè)點(diǎn)CH4、CO2、C2H6氣體濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖4.5.3“三帶”分布分析⑴通過(guò)在采空區(qū)內(nèi)埋設(shè)溫度傳感探頭測(cè)溫和鋪設(shè)束管取樣分析，能夠基本了解到采空區(qū)內(nèi)遺煤的自燃氧化過(guò)程，進(jìn)而判斷在實(shí)際條件下采空區(qū)自燃“三帶”分布規(guī)律及其自燃危險(xiǎn)區(qū)域的范圍和形態(tài)等。隨著回采工作面向前推進(jìn)，由于礦山壓力的作用，當(dāng)各測(cè)點(diǎn)由冒落松散區(qū)逐漸進(jìn)入頂板離層區(qū)時(shí)，冒落巖塊開(kāi)始承壓，并逐漸壓實(shí)，其孔隙率降低，風(fēng)阻增大，漏風(fēng)強(qiáng)度處于易于遺煤自燃氧化的狀態(tài)。測(cè)點(diǎn)溫度顯著上升、氧氣濃度下降、一氧化碳濃度大增（可能自燃帶）。隨著回采工作面進(jìn)一步向前推進(jìn)，當(dāng)冒落巖塊逐漸壓實(shí)進(jìn)入壓實(shí)區(qū)時(shí)，由于漏風(fēng)的減少，氧氣濃度難以維持遺煤自燃，原處于自燃狀態(tài)的遺煤，也因?yàn)槿毖醵舷?，此時(shí)溫度也開(kāi)始緩慢下降、一氧化碳濃度逐漸趨緩（窒息帶）。另外，由取樣色譜分析結(jié)果值得注意到，由于采空區(qū)進(jìn)風(fēng)巷側(cè)處于新鮮漏風(fēng)流中，所以氧氣濃度下降較慢；而回風(fēng)巷側(cè)處于漏風(fēng)匯中，風(fēng)流沿途受到氧化及生成氣體的涌入，氧氣濃度下降較快，一氧化碳濃度則相對(duì)較高。⑵用采空區(qū)內(nèi)遺煤自燃氧化溫升速率K劃分“三帶”。溫升速率是指每一天溫度上升值℃/d，如果K大，反映自燃危險(xiǎn)性就大，通常認(rèn)為K≥1℃/d就進(jìn)入可能自燃帶。據(jù)此，該帶的范圍在采空區(qū)進(jìn)風(fēng)巷側(cè)自1503面向采空區(qū)方向?yàn)?0.4～xx.xm、中部分別為11.4～70.2m、回風(fēng)巷側(cè)為8.4～68.4m。具體的，1#～5#測(cè)點(diǎn)依溫升溫率K劃分“三帶”如表4—9表4—9依溫升速率K劃分采空區(qū)“三帶”分布表測(cè)點(diǎn)號(hào)散熱帶(m)自燃帶(m)窒息帶(m)自燃帶寬度(m)18.468.4>68.460.029.067.8>67.858.8311.470.2>70.258.8411.467.8>67.856.4520.4⑶用采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度大小劃分“三帶”。采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度的大小，直接反映了遺煤氧化時(shí)的供氧條件。通過(guò)在采空區(qū)內(nèi)鋪設(shè)束管取樣分析，其氧氣濃度變化規(guī)律為：在采空區(qū)進(jìn)風(fēng)巷側(cè)自1503面向采空區(qū)方向27.6m內(nèi)，因漏風(fēng)量較大，氧氣濃度大于19%，氧化生成的熱量不易積聚，屬于散熱帶；自1503面向采空區(qū)方向27.6～79.8m之間，氧氣濃度在8～19%之間，此帶有足夠的氧氣供給遺煤氧化，而生成的熱量又不易被帶走，屬于可能自燃帶；79.8m以后氧氣濃度低于8%，此帶屬于窒息帶。同理，中部分別為：不自燃帶0～19.8m、可能自燃帶19.8～79.8m、窒息帶為79.8m以后?；仫L(fēng)巷側(cè)為：不自燃帶0～18.0m、可能自燃帶18.0～75.6m、窒息帶為75.6m以后。具體的，1#～5#測(cè)點(diǎn)依氧氣濃度大小劃分“三帶”如表4—10表4—10依氧氣濃度大小劃分采空區(qū)“三帶”分布表測(cè)點(diǎn)號(hào)散熱帶(m)自燃帶(m)窒息帶(m)自燃帶寬度(m)118.075.6>75.657.6219.877.4>77.457.6319.879.8>79.860.0419.879.8>79.860.0527.679.8>79.852.2⑷1503綜采工作面煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖，采空區(qū)頂板垮落時(shí)，冒落的頂板，其孔隙率小、壓實(shí)程度充分，但由于垮落時(shí)中間呈現(xiàn)周期性、上下隅角呈現(xiàn)階段性垮落特征，因此在其推進(jìn)18.0～27.6m以后，氧氣濃度便開(kāi)始下降進(jìn)入自燃帶。而各測(cè)點(diǎn)在距1503面75.6～79.8m①進(jìn)風(fēng)巷側(cè)5#測(cè)點(diǎn)散熱帶較寬（27.6m），回風(fēng)巷側(cè)1#測(cè)點(diǎn)散熱帶較窄（18.0m），符合“一源一匯”采煤工作面的采空區(qū)漏風(fēng)流場(chǎng)與漏風(fēng)變化規(guī)律，即采空區(qū)中部靠進(jìn)風(fēng)巷側(cè)漏風(fēng)較大，回風(fēng)巷側(cè)則較小。②若1503面推進(jìn)速度為2.4m/d（采煤機(jī)割煤4刀），則1503面在推進(jìn)約一個(gè)星期（7天）以后，采空區(qū)便進(jìn)入自燃帶范圍。③自燃帶寬度為52.2～60.0m④當(dāng)1503面推進(jìn)超過(guò)75.6～79.8m以后，氧氣濃度下降到8%以下，進(jìn)入氧化窒息帶。在自燃帶已自燃氧化發(fā)熱的遺煤進(jìn)入窒息帶后，由于氧氣濃度的降低，氧化速度銳減，直至窒息熄滅。⑤若1503面推進(jìn)速度為2.4m/d（采煤機(jī)割煤4刀），則1503面在推進(jìn)約33⑸在整個(gè)采空區(qū)測(cè)溫取樣觀測(cè)期間（約100m范圍），由每個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)溫取樣數(shù)據(jù)分析可以知道，采空區(qū)遺煤自燃氧化基本處于潛熱期、自熱期（自熱前期）兩個(gè)階段，沒(méi)有發(fā)生采空區(qū)遺煤自燃。但采空區(qū)于進(jìn)風(fēng)巷側(cè)在距1503面約28～42m處、中部在距1503面約55～70m處、回風(fēng)巷側(cè)在距1503面約42～58m處的“自燃帶”范圍里，溫度、CO等氣體皆有波峰出現(xiàn)，由此說(shuō)明在這些區(qū)域存在高溫?zé)嵩袋c(diǎn)，局部遺煤自燃氧化相對(duì)來(lái)說(shuō)較為激烈。⑹采煤工作面的邊界及初始條件的改變，可能自燃帶的范圍和形態(tài)也將隨之變化。例如采空區(qū)瓦斯涌出量增大時(shí)，采空區(qū)氧氣濃度降低，采空區(qū)漏風(fēng)流場(chǎng)收縮，可能自燃帶的范圍將縮小。同時(shí)，不同地點(diǎn)的瓦斯涌出量大小不一，還會(huì)進(jìn)一步致使可能自燃帶的形態(tài)發(fā)生變化；再如當(dāng)工作面配風(fēng)量增加時(shí)，采空區(qū)漏風(fēng)量變大，采空區(qū)漏風(fēng)流場(chǎng)放大，可能自燃帶的范圍也將隨之?dāng)U大，反之則縮小。⑺隨著采煤工作面回采生產(chǎn)的不斷向前推進(jìn)，其采空區(qū)內(nèi)由于巖石（浮煤）碎脹系數(shù)、漏風(fēng)、散放熱等氧化環(huán)境的不斷變化，其自燃危險(xiǎn)區(qū)域（范圍、形態(tài)）亦會(huì)隨著回采工作面的推進(jìn)而不斷前移，此自燃危險(xiǎn)區(qū)域可謂之“動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)區(qū)域”。顯然，先前的動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)區(qū)域會(huì)隨著回采工作面的前移而進(jìn)入窒息帶中，與此同時(shí)，后新的動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)區(qū)域則將隨之形成，當(dāng)只要回采工作面的推進(jìn)速度大于某一極限推進(jìn)速度時(shí)，其就不能達(dá)到煤的著火點(diǎn)，該動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)區(qū)域則就不會(huì)出現(xiàn)明火。值得指出，與動(dòng)態(tài)危險(xiǎn)區(qū)域相對(duì)應(yīng)，尚客觀地存在著不隨回采工作面的推進(jìn)而動(dòng)態(tài)變化的所謂“靜態(tài)危險(xiǎn)區(qū)域”，即它主要存在于采煤工作面的斷層、髙冒和回采工作面的停采線處、鄰近采空區(qū)漏風(fēng)處等。顯然，對(duì)于靜態(tài)危險(xiǎn)區(qū)域，由于其區(qū)域內(nèi)巖石（浮煤）碎脹系數(shù)、漏風(fēng)、散放熱等氧化環(huán)境不隨回采工作面的推進(jìn)變化或變化不大，因此，靜態(tài)危險(xiǎn)區(qū)域的松散煤體會(huì)一直處于穩(wěn)定的氧化環(huán)境中，當(dāng)只要該環(huán)境適合熱量積聚時(shí)，該松散煤體則就會(huì)不斷的氧化升溫，直至出現(xiàn)明火。很顯然，由于靜態(tài)危險(xiǎn)區(qū)域一直處于易氧化的環(huán)境中，因此需要對(duì)其進(jìn)行定期的日常觀測(cè)。且依據(jù)觀測(cè)結(jié)果，對(duì)其有針對(duì)性地采取諸如注漿、注氮等的防滅火技術(shù)措施，以防止此處煤火。4.6本章小結(jié)⑴采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域范圍和形態(tài)的確定，為深入分析采空區(qū)遺煤自然發(fā)火危險(xiǎn)程度，提供了科學(xué)依據(jù)。其所確定的可能自燃帶即采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域是采取防滅火技術(shù)措施的重點(diǎn)地帶。采煤工作面采空區(qū)的自然發(fā)火危險(xiǎn)程度可用下式判斷：①當(dāng)時(shí)，無(wú)自燃危險(xiǎn)；②當(dāng)時(shí)，有自燃危險(xiǎn)。式中：t——遺煤于可能自燃帶時(shí)間，月；Lx——可能自燃帶寬度，m；Vf——工作面月推進(jìn)度，m/月；T——煤的自然發(fā)火期，月?？梢?jiàn)，Lx愈小（范圍窄）、Vf愈大（快速度）、T愈長(zhǎng)（時(shí)間長(zhǎng)），采煤工作面采空區(qū)的自然發(fā)火危險(xiǎn)程度即愈低。已知1503面可能自燃帶寬度Lx平均57.5m，煤的自然發(fā)火期T為15天，則有Vf>Lx/T=57.5/15≈3.8m/d，約采煤機(jī)割煤在6刀/d（每刀截深即進(jìn)尺0.6m）以上。于是，當(dāng)1503面月推進(jìn)度保持在Vf>108m/月以上時(shí)，即一般不會(huì)發(fā)生采空區(qū)遺煤自燃的危險(xiǎn)。⑵采空區(qū)氧氣濃度只能作為“三帶”劃分依據(jù)之一，劃分“三帶”時(shí)應(yīng)結(jié)合采空區(qū)漏風(fēng)強(qiáng)度（風(fēng)速）和煤溫的變化、三者綜合起來(lái)考慮。由計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬知道，對(duì)于瓦斯涌出量小的采空區(qū)，氧氣濃度變化較慢；采空區(qū)瓦斯涌出與惰性氣體的注入皆能降低氧氣濃度，抑制遺煤自燃。⑶由于采空區(qū)漏風(fēng)流場(chǎng)的分布實(shí)際上是不均勻的，因此，一般來(lái)說(shuō)靠近上、下順槽的采空區(qū)和其內(nèi)部的“三帶”寬度是不相同的。且采空區(qū)“三帶”分布隨著回采工作面推進(jìn)而動(dòng)態(tài)變化，其危險(xiǎn)區(qū)域的范圍與回采工作面的推進(jìn)速度及自然發(fā)火期有關(guān)（見(jiàn)⑴表達(dá)式）。⑷采空區(qū)自然發(fā)火不僅取決于原煤本身的自燃氧化特性，而且與采空區(qū)內(nèi)冒落巖石堆放壓實(shí)狀況、遺留浮煤的分布、采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)源、漏風(fēng)匯的位置和漏風(fēng)強(qiáng)度等因素有關(guān)，同時(shí)與回采工作面的推進(jìn)速度也有很大關(guān)系。⑸采空區(qū)遺煤溫度經(jīng)歷了煤溫緩慢上升區(qū)、自燃氧化升溫區(qū)、缺氧窒息降溫區(qū)（或遺煤溫度穩(wěn)定區(qū)）的過(guò)程，不難看出，它實(shí)際上分別與采空區(qū)遺煤不自燃帶，可能自燃帶和窒息帶是相互對(duì)應(yīng)關(guān)系。5.采空區(qū)隱蔽火源發(fā)展規(guī)律CFD技術(shù)模擬5.1基于采空區(qū)氧氣濃度場(chǎng)CFD模型的自燃危險(xiǎn)區(qū)域模擬⑴Fluent數(shù)值模擬軟件簡(jiǎn)介隨著CFD學(xué)科發(fā)展的成熟，為了將CFD研究成果與實(shí)際工程應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，CFD商業(yè)軟件便應(yīng)運(yùn)而生。它是CAE流程至關(guān)重要的一部分，廣泛應(yīng)用于制造業(yè)。Fluent公司是世界上最大的CFD軟件供應(yīng)商和技術(shù)服務(wù)商，由于Fluent公司軟件幫助工程師們建立了完善的數(shù)字模型、模擬實(shí)際設(shè)計(jì)，因此提高了工程師們的設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短了研發(fā)流程。Fluent公司總部設(shè)在美國(guó)東部的新罕布什爾州（NewHampshire），下屬機(jī)構(gòu)遍及全球。Fluent公司的軟件設(shè)計(jì)基于“CFD軟件群”的思想，即針對(duì)各種不同流動(dòng)氣、液體的物理特點(diǎn)，采用最佳的數(shù)值解法，在計(jì)算速度、穩(wěn)定性和精度等方面達(dá)到優(yōu)化組合，不同領(lǐng)域的計(jì)算軟件組合起來(lái)成為CFD軟件群，在各軟件間可以方便地進(jìn)行數(shù)值交換，各種軟件采用統(tǒng)一的前后端處理工具，這就為Fluen