易自燃煤层采空区N2与CO2惰性耦合气体运移规律 论文
在煤炭开采过程中，煤层自燃是一个严重的安全隐患。尤其是在易自燃煤层开采中，由于地质条件复杂和火成岩侵入等灾害，煤层自燃问题更加严重。为了有效控制和防治煤炭自燃，保证煤矿安全开采，研究人员提出了使用惰性耦合气体进行防灭火的思路，并通过数值模拟的方法来研究惰性耦合气体在采空区的运移规律。
惰性耦合气体防灭火技术是指将两种或两种以上的惰性气体按照一定比例混合注入采空区，以降低氧气浓度，提高惰性气体浓度，从而达到抑制煤层自燃的目的。在这个过程中，气体的运移规律决定了防灭火效果的好坏。气体在采空区内的分布和流动情况直接影响到是否能将惰性气体有效地输送到煤层自燃的区域。
研究通过数值模拟方法，系统研究了惰性耦合气体在采空区的运移规律。这种方法利用计算机模拟实际物理问题中气体、流体流动过程，可以模拟气体在采空区内的扩散、分布和流动过程，为煤矿安全生产提供理论指导和决策支持。
在惰性耦合气体的具体选择上，研究中提到的气体类型虽然没有明确指出，但通常指的是氮气（N2）和二氧化碳（CO2）等不活跃气体。这些气体具有低氧化性，可以有效稀释氧气浓度，降低煤层自燃的条件。实际应用中，将N2和CO2按照一定比例混合使用，相比单一惰性气体具有更好的惰化效果。研究结果表明，当N2与CO2的配比小于1时，采空区的惰化效果最佳。
研究还发现，耦合气体的注入点位置对惰化效果有显著影响。在模拟实验中，当耦合气体注入点位于运输巷侧采空区距离工作面一定距离时，惰化效果最佳。这说明了在实际操作中，选择合适的气体注入点和注入方式也至关重要。
对于想深入了解煤层自燃与数值模拟研究的读者，可以参考以下相关研究资料：
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