·1356· 工程科学学报，第38卷，第10期 采空区最高温度之间的关系.由图9可知，工作面推 氧反应速率的增加，C0的释放量也不断增加.对于 进速度与最高温度呈负指数关系.随着推进速度的增 U+L型通风采空区，C0的流出有两个路径，一个是回 加，最高温度不断减小，当推进速度超过3.6md后， 风巷，一个是尾巷.从图11可以看出，回风巷和尾巷 曲线趋于平缓，推进速度对采空区最高温度的影响变 C0的释放量都随着推进速度的增加而不断减小，由于 得微小 尾巷的位置在多孔介质内部，所以采空区内部气体瓦 316 斯以及CO主要从尾巷释放，尾巷释放的CO量是回风 314 巷C0释放量的10倍，多一个数量级. 312 △T=5.47K 1工作面推进5d 表3不同推进速度时采空区氧浓度场中氧化升温带的宽度 2工作面推进10d 3工作面推进15d Table 3 Width of the oxidation zone in the oxygen concentration field at 兰310 different advancing speeds 308 3 推进速度， 306 △7=0.97K 回风侧/m 中间区域/m 进风侧/m 2 v/(m.d-1) 304P 1.2 2~19 2~31 55~110 302 2.4 2~21 2-39 61~126 30 1.2 2.4 3.6 4.8 6.0 3.6 2~23 2w41 63~130 工作面推进速度m·d 6.0 2~25 243 65134 图9推进速度与最高温度的关系 Fig.9 Relationship between advancing velocity and maximum tem- 4.0m peratures in the gob 动态推进采空区，工作面的动态推进影响最大的 除了温度场就是氧含量及C0的含量，下面从氧浓度 场的角度对四维动态推进采空进行研究. =12m…d 2.3四维动态采空区0，及C0的消耗和产生 3.0 煤氧低温氧化反应消耗O,产生C0和热量.采空 =6m·d 区孔隙率随着工作面的推进不断减小，使得工作面氧 =3.6m* =2.4md 气的渗入量减小，然而孔隙率的减小使得散热量减小， 导致采空区温度升高，温度的升高又使得反应速率增 2.0 10152025303540 加，02消耗率增加，C0的产生速率增加，反应放热量 工作面推进距离m 进一步增加，体系温度循环上升，所以工作面推进速度 图10工作面推进过程中C0的释放量 的大小不仅对温度场产生影响，而且对0，的消耗和 Fig.10 Amount of CO released in the process of working face advan- C0的产生都有影响. cing 根据自燃“三带”按氧含量进行划分时氧化升温 带为氧气体积分数在10%~18%的区域，表3为不同 0.60G 2.60 推进速度时采空区不同位置氧化升温带的位置.氧化 升温带在进风侧深度较深且宽度大，范围为55~ 0.55 2.55 130m,在回风侧深度和宽度都最小，范围为2~25m; 0.50 2.50 同时，尾巷的联络巷始终处于氧化升温带中.由表3 0.45 尾巷C0释放吊 中进风侧、中间区域和回风侧的内边界深度可以看出， 400 推进速度越小，氧化升温带内边界的深度越小，整体宽 0.40 2.40 出风口C0释放量 度也越小，这是因为推进速度小，采空区温度上升较 巨0.35 2.35 快，使得消耗的氧气量增加，所以氧含量带分布更靠近 工作面 03012 2.4 36 48 工作面推进速度m) 图10表明，工作面动态推进过程中，C0释放量不 图11推进速度对回风巷及尾巷C0释放量的影响 断增加，而推进速度越大则释放量越小，这与煤氧反应 Fig.11 Relationship between advancing speed and released CO 速率有关.从第6天开始出现明显的C0气体，随着煤 amount工程科学学报，第 38 卷，第 10 期 采空区最高温度之间的关系． 由图 9 可知，工作面推 进速度与最高温度呈负指数关系． 随着推进速度的增 加，最高温度不断减小，当推进速度超过 3. 6 m·d － 1后， 曲线趋于平缓，推进速度对采空区最高温度的影响变 得微小． 图 9 推进速度与最高温度的关系 Fig． 9 Ｒelationship between advancing velocity and maximum tem￾peratures in the gob 动态推进采空区，工作面的动态推进影响最大的 除了温度场就是氧含量及 CO 的含量，下面从氧浓度 场的角度对四维动态推进采空进行研究． 2. 3 四维动态采空区 O2 及 CO 的消耗和产生 煤氧低温氧化反应消耗 O2 产生 CO 和热量． 采空 区孔隙率随着工作面的推进不断减小，使得工作面氧 气的渗入量减小，然而孔隙率的减小使得散热量减小， 导致采空区温度升高，温度的升高又使得反应速率增 加，O2 消耗率增加，CO 的产生速率增加，反应放热量 进一步增加，体系温度循环上升，所以工作面推进速度 的大小不仅对温度场产生影响，而且对 O2 的消耗和 CO 的产生都有影响． 根据自燃“三带”按氧含量进行划分时氧化升温 带为氧气体积分数在 10% ～ 18% 的区域，表 3 为不同 推进速度时采空区不同位置氧化升温带的位置． 氧化 升温带 在 进 风 侧 深 度 较 深 且 宽 度 大，范 围 为55 ～ 130 m，在回风侧深度和宽度都最小，范围为 2 ～ 25 m; 同时，尾巷的联络巷始终处于氧化升温带中． 由表 3 中进风侧、中间区域和回风侧的内边界深度可以看出， 推进速度越小，氧化升温带内边界的深度越小，整体宽 度也越小，这是因为推进速度小，采空区温度上升较 快，使得消耗的氧气量增加，所以氧含量带分布更靠近 工作面． 图 10 表明，工作面动态推进过程中，CO 释放量不 断增加，而推进速度越大则释放量越小，这与煤氧反应 速率有关． 从第 6 天开始出现明显的 CO 气体，随着煤 氧反应速率的增加，CO 的释放量也不断增加． 对于 U + L型通风采空区，CO 的流出有两个路径，一个是回 风巷，一个是尾巷． 从图 11 可以看出，回风巷和尾巷 CO 的释放量都随着推进速度的增加而不断减小，由于 尾巷的位置在多孔介质内部，所以采空区内部气体瓦 斯以及 CO 主要从尾巷释放，尾巷释放的 CO 量是回风 巷 CO 释放量的 10 倍，多一个数量级． 表 3 不同推进速度时采空区氧浓度场中氧化升温带的宽度 Table 3 Width of the oxidation zone in the oxygen concentration field at different advancing speeds 推进速度， v/( m·d － 1 ) 回风侧/m 中间区域/m 进风侧/m 1. 2 2 ～ 19 2 ～ 31 55 ～ 110 2. 4 2 ～ 21 2 ～ 39 61 ～ 126 3. 6 2 ～ 23 2 ～ 41 63 ～ 130 6. 0 2 ～ 25 2 ～ 43 65 ～ 134 图 10 工作面推进过程中 CO 的释放量 Fig． 10 Amount of CO released in the process of working face advan￾cing 图 11 推进速度对回风巷及尾巷 CO 释放量的影响 Fig． 11 Ｒelationship between advancing speed and released CO amount · 6531 ·