第6期 李宗翔等：工作面反风时采空区场量分布变动的数值模拟 693 100 100 等值线由外向内依次为 15、1.4、13和12 50 50 40 100 150 200 % 50 100 150 200 0 50 100 150200 r/用 仰 a b (c) 100 100 100 50 0 100 150200 50 100 150 200 0 50 100 150 200 m m x/m (d) e ) q=-464m.mr1,=49.723m.mr1,漏风量9=-3.329.mr,风压等值线差距5P?流线流量差距2m.mr:代表采空 区深度 图3换向上行通风时的采空区场模拟结果.（两剖分网格：（冒落碎胀系数分布：(9下行漏风流网（换向前）：（山上行漏风流网 (换向后)片(9上行通风速度场.=Q4685mmr!()上行流态三带和自燃三带 Fig 3 Smulticn esult of the gaf fied with the ventilatin reversed into he upward directop (a subd ivispn gr (b distrbutimn ofcaving bul king coeffic ient (c mesh of descending ainbw bepe reversing (d)mesh ofascend ng airbow after evesng (e ve pcit fel ofascending venti laton x=0 4685m m thee anes of ascending fbw smte and thee zones of spontneous conbustion 下行通风时，模拟在第9天采空区内部高温点 场量（瓦斯、氧、C0和温度）分布变化过程的模拟结 达到40.49℃，产生的C0汽体随漏风流从工作面下 果.其中，瓦斯分布变化经历21达到稳定，氧分 侧边界涌入工作面，YC0)=0.072。m前：瓦 布经1.04d哒到稳定：温度和0汽体含量的分布 斯的涌出量9YCH)=3.12n。mr1 随时间不断升高 图4~图6为工作面通风方向改变时采空区各 由于工作面向采空区漏风，采空区漏风流上游 100 100 100 0 0 50 100 150 200 50 100150 200 50 100 150 200 m mn od 02448d 0.4346d 100 100 号 50 50 100 150 200 o 50 100150200 0 100 150 dm m m 1.0369d 15040d 29858d 图4通风换向后瓦斯的体积分数分布的变动过程大约在3d后达到稳定) Fg4 Changing process ofmehane content in gonfafer air reversing reaching stble stte afer3 d 进风侧煤受氧化的程度较高，因漏风流的沿程耗氧， 过模拟计算，大约在距离工作面50m深处形成升温 采空区煤氧化自燃重心偏在漏风上游进风侧).通 区，升温区内煤氧化强烈，产生大量C)并随漏风流第 6期 李宗翔等:工作面反风时采空区场量分布变动的数值模拟 qL=-46.4m3·min-1 , q′L=49.723m3·min-1 , 漏风量 q1 = -3.329m3·min-1 , 风压等值线差距 5Pa, 流线流量差距 2m3·min-1 ;x代表采空 区深度 图 3 换向上行通风时的采空区场模拟结果.( a) 剖分网格;( b) 冒落碎胀系数分布;( c) 下行漏风流网 (换向前 ) ;( d) 上行漏风流网 (换向后 ) ;(e) 上行通风速度场, vmax=0.468 5m·min-1;( f) 上行流态三带和自燃三带 Fig.3 Simulationresultofthegoaffieldwiththeventilationreversedintotheupwarddirection:( a) subdivisiongrid;( b) distributionofcavingbul￾kingcoefficient;( c) meshofdescendingairflowbeforereversing;( d) meshofascendingairflowafterreversing;(e) velocityfieldofascendingventi￾lation, vmax=0.468 5m·min-1 ;( f) threezonesofascendingflowstateandthreezonesofspontaneouscombustion 下行通风时, 模拟在第 9天采空区内部高温点 达到 40.49℃, 产生的 CO气体随漏风流从工作面下 侧边界涌入工作面, q( CO) =0.072 m 3 ·min -1 , 瓦 斯的涌出量 q(CH4 ) =3.12 m 3 ·min -1. 图 4 ～图 6为工作面通风方向改变时采空区各 场量 (瓦斯 、氧 、CO和温度 )分布变化过程的模拟结 果.其中, 瓦斯分布变化经历 2.1 d达到稳定, 氧分 布经 1.04 d达到稳定;温度和 CO气体含量的分布 随时间不断升高. 由于工作面向采空区漏风, 采空区漏风流上游 图 4 通风换向后瓦斯的体积分数分布的变动过程 (大约在 3d后达到稳定 ) Fig.4 Changingprocessofmethanecontentingoafafterairreversing( reachingstablestateafter3d) 进风侧煤受氧化的程度较高, 因漏风流的沿程耗氧, 采空区煤氧化自燃重心偏在漏风上游进风侧 [ 2] .通 过模拟计算, 大约在距离工作面 50 m深处形成升温 区, 升温区内煤氧化强烈, 产生大量 CO, 并随漏风流 · 693·