张英华等：联络巷对采空区氧化升温带影响的多场耦合模拟研究 ·1053· 系数1=45.1：载荷影响区，d。=0.2,黏性阻力系数 联络巷处于氧化升温带之中，但由于风流流出的影响， 1/a,=10700,惯性阻力系数12=93.1：压实稳定区， 氧化升温带在回风侧宽度较小 d=0.1,黏性阻力系数1/a=181000,惯性阻力系数 a 13=632 2模拟结果及分析 氧化升温带 2.1U+L型通风时联络巷对采空区的影响 在采空区建立监测点阵列，点阵位于垂直工作面 走向的不同直线上，监测点布置如图2所示.以下所 进风只 有图中均以L1、L2、L3等表示对应的监测点所在的直 1.6x1032.6x10-33.5×1034.0x101.6x102.6x103.5x104.0×10 线位置.运用多场耦合的数值模拟方法，对比U型通 速度m·s0 40.00m 速度/m·s少0 40.00m 风及U+L型通风条件下各场的分布规律 20.00 20.00 6 图3速度场中氧化升温带分布对比.(a)U型通风采空区：(b) 进风巷 U+L通风采空区 ◆1中一中中t中++4中*++ Fig.3 Distribution contrast of the oxidization and heat accumulation 75 zone in the velocity field:(a)U-ype ventilation:(b)U+Ltype ventilation 0 一3 a +2 一一带货常带南卡帝中价一卡参带卡带一 联络巷、回风巷、 0 LI 100 75 0若0 氧化白然带 图2采空区监测点位置图（单位：m) Fig.2 Location map of monitoring points in the gob area (unit:m) 氧气质量分数/% 氧气质量分数/% 由图3的模拟结果可知：在速度场中，由于壁面的 101215 18 101215 18 40.00m 40.00m 摩擦阻力，氧化升温带在进风侧和回风侧宽度较小，中 20.00 20.00 间区域宽度较大.联络巷存在时，氧化升温带宽度增 图4氧浓度场中氧化升温带分布对比.(a)U型通风采空区： 加且向深部移动，同时偏向回风侧：然而，在回风侧深 (山)U+L通风采空区 度增加，宽度却减小.风流速度场中氧化升温带宽度 Fig.4 Distribution contrast of the oxidization and heat accumulation 的增加，使采空区氧浓度和温度都发生变化，如图4和 zone in the oxygen concentration field:(a)U-ype ventilation:(b) 图5所示.与无联络巷时相比，联络巷存在时有以下 U+Ltype ventilation 特点： (2)氧浓度带深度的增加，使采空区深部煤氧反 (1)在氧浓度场中，氧化升温带整体变宽并后移， 应的频率因子增大，反应放热量增加，温度升高，所以 310 310 306 304 302 30405060 300 20 10 20 3040 50 60 采空区深疲/m 采空区深度/m 图5采空区内温度场分布.(a)U型通风条件下：(b)U+L通风条件下 Fig.5 Temperature distribution in the gob area:(a)U-type ventilation:(b)U+Ltype ventilation张英华等: 联络巷对采空区氧化升温带影响的多场耦合模拟研究 系数 I1 = 45. 1; 载荷影响区，dm2 = 0. 2，黏性阻力系数 1 /α2 = 10700，惯性阻力系数 I2 = 93. 1; 压实稳定区， dm3 = 0. 1，黏性阻力系数 1 /α3 = 181000，惯性阻力系数 I3 = 632． 2 模拟结果及分析 2. 1 U + L 型通风时联络巷对采空区的影响 在采空区建立监测点阵列，点阵位于垂直工作面 走向的不同直线上，监测点布置如图 2 所示． 以下所 有图中均以 L1、L2、L3 等表示对应的监测点所在的直 线位置． 运用多场耦合的数值模拟方法，对比 U 型通 风及 U + L 型通风条件下各场的分布规律． 图 2 采空区监测点位置图( 单位: m) Fig． 2 Location map of monitoring points in the gob area ( unit: m) 由图 3 的模拟结果可知: 在速度场中，由于壁面的 摩擦阻力，氧化升温带在进风侧和回风侧宽度较小，中 图 5 采空区内温度场分布． ( a) U 型通风条件下; ( b) U + L 通风条件下 Fig． 5 Temperature distribution in the gob area: ( a) U-type ventilation; ( b) U + L-type ventilation 间区域宽度较大． 联络巷存在时，氧化升温带宽度增 加且向深部移动，同时偏向回风侧; 然而，在回风侧深 度增加，宽度却减小． 风流速度场中氧化升温带宽度 的增加，使采空区氧浓度和温度都发生变化，如图 4 和 图 5 所示． 与无联络巷时相比，联络巷存在时有以下 特点: ( 1) 在氧浓度场中，氧化升温带整体变宽并后移， 联络巷处于氧化升温带之中，但由于风流流出的影响， 氧化升温带在回风侧宽度较小． 图 3 速度场中氧化升温带分布对比． ( a) U 型通风采空区; ( b) U + L 通风采空区 Fig． 3 Distribution contrast of the oxidization and heat accumulation zone in the velocity field: ( a) U-type ventilation; ( b) U + L-type ventilation 图 4 氧浓度场中氧化升温带分布对比． ( a) U 型通风采空区; ( b) U + L 通风采空区 Fig． 4 Distribution contrast of the oxidization and heat accumulation zone in the oxygen concentration field: ( a) U-type ventilation; ( b) U + L-type ventilation ( 2) 氧浓度带深度的增加，使采空区深部煤氧反 应的频率因子增大，反应放热量增加，温度升高，所以 · 3501 ·