??????? 2.2漏風(fēng)動(dòng)力的建立
??????? 由于瓦斯抽采負(fù)壓及上覆巖層的裂隙發(fā)育，形成漏風(fēng)動(dòng)力及漏風(fēng)通道。風(fēng)流在抽采負(fù)壓的作用下，沿采空區(qū)及上覆巖層的裂隙通道彌散，造成采空區(qū)立體風(fēng)流運(yùn)移，致使采空區(qū)浮煤處于適宜的供氧環(huán)境中，促使采空區(qū)浮煤與氧氣接觸區(qū)域增大、強(qiáng)度增加。隨著工作面的正常推進(jìn)和氧化作用時(shí)間的增加，采空區(qū)浮煤氧化生熱增加，發(fā)熱煤體溫度升高，加上漏風(fēng)兩端的溫度差及高壓差形成了"內(nèi)生火風(fēng)壓"， 加劇采空區(qū)浮煤自燃的供氧動(dòng)力及氧化動(dòng)力。在"內(nèi)生火風(fēng)壓"的作用下，可能在高溫區(qū)與非高溫區(qū)之間形成慢速渦流，使熱量形成對(duì)流交換，促使里外煤體共同升溫，致使采空區(qū)浮煤氧化加劇，最終導(dǎo)致浮煤自燃的發(fā)生。
??????? 3? U+Ⅰ型通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)"三帶"劃分的影響
??????? 3.1數(shù)值模擬及分析
??????? 以義馬集團(tuán)耿村礦12200工作面U+Ⅰ型通風(fēng)系統(tǒng)為例，系統(tǒng)的研究采空區(qū)的立體漏風(fēng)。根據(jù)12200工作面的開(kāi)采條件及上覆巖層裂隙發(fā)育的特征，通過(guò)FLUENT對(duì)采空區(qū)及上覆巖層卸壓區(qū)域漏風(fēng)流場(chǎng)的模擬4-9]，從圖中看以看出，采空區(qū)流場(chǎng)呈現(xiàn)三維變化，受高抽巷影響較大，如圖3。
????????
??????? 圖3? 12200采空區(qū)漏風(fēng)風(fēng)速分布圖（0~0.005m/s）
??????? Fig.3? The air leakage speed in15101 goaf（0~0.005m/s）
??????? 從圖3可知，在高抽巷影響下造成了采空區(qū)的立體風(fēng)流變化。在其影響下，采空區(qū)風(fēng)流速度分布打破了原先普通采空區(qū)自燃"三帶"的劃分范圍，而在采空區(qū)深部也形成了較強(qiáng)的漏風(fēng)，這樣就造成了采空區(qū)風(fēng)流速度分布的不規(guī)律。從圖中還可看到，在后高抽巷部漏風(fēng)風(fēng)流速度較大，實(shí)際上這些較大的風(fēng)流速度不能使浮煤自燃，因?yàn)樯⑹У臒崃看笥谏傻臒崃?，因此就在這漏風(fēng)流較大的區(qū)域之間，形成了適合浮煤自燃的風(fēng)流速度區(qū)域，而在自燃帶的中部也形成一個(gè)不適合浮煤自燃近似橢圓型的漏風(fēng)區(qū)域，由此可見(jiàn)，氧化自燃帶是一個(gè)不規(guī)則的環(huán)形區(qū)域。
??????? 3.2 實(shí)測(cè)12200工作面高抽巷氣體分析
??????? 在工作面的推進(jìn)一段距離后，隨著老頂初次來(lái)壓，工作面上覆巖層破斷裂隙形成后，對(duì)高抽巷氣體進(jìn)行了實(shí)測(cè)，如圖4。
?????????
??????? Fig.4 CH4 and O2 concentration over time variations
??????? 在工作面正?；夭善陂g，通過(guò)對(duì)高抽巷氣體成分的分析，瓦斯平均濃度為9%左右，而O2濃度占有量竟達(dá)到15%左右，從而說(shuō)明在高抽巷的影響下，采空區(qū)漏風(fēng)存在，并且加劇了采空區(qū)的漏風(fēng)。
??????? 3.3自燃"三帶"的復(fù)雜化
??????? 如果根據(jù)采空區(qū)漏風(fēng)流速來(lái)劃分采空區(qū)"三帶"，一般可分為：①不自燃帶，流速>0.24m/min；②自燃帶，0.24m/min≥流速≥0.1m/min；③窒息帶，流速<0.1m/min。在不受高抽巷影響下的U型通風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)采空區(qū)漏風(fēng)流速來(lái)劃分采空區(qū)"三帶"的情況如圖5所示[10]：
??????? Fig.5 According to air leakage of the goaf to divided the three zones "scope
??????? 在有高抽巷的影響下，根據(jù)采空區(qū)漏風(fēng)流速來(lái)劃分采空區(qū)"三帶"的范圍，并不是很有順序的"三帶"劃分，而是形成了"多塊型、不規(guī)則狀"劃分，根據(jù)模擬結(jié)果圖3（采空區(qū)漏風(fēng)風(fēng)速分布圖）來(lái)劃分采空區(qū)"三帶"示意圖，如圖6。
??????? Fig.6 In the U +Ⅰ under the influence of the "three zones" division schemes
??????? 1）結(jié)合圖3圖6可知，工作面前方一段距離由于風(fēng)流速度大于0.24 m/min，散熱大于生熱，仍是不自燃帶；圖中自燃帶范圍明顯比沒(méi)有高抽巷影響下自燃帶范圍大得多，這是由于在高抽巷的開(kāi)拓下，對(duì)上覆巖層進(jìn)行了區(qū)域性卸壓，造成周圍巖體松動(dòng)，誘導(dǎo)裂隙發(fā)育，并且隨著工作面的正常推進(jìn)，上覆煤巖層的裂隙形成橫向及縱向的發(fā)育，致使在抽放負(fù)壓的條件下，形成了采空區(qū)-煤巖裂隙-抽放巷這樣的漏風(fēng)通道，增加了采空區(qū)的漏風(fēng)，致使采空區(qū)"三帶"中自燃帶范圍增大。
??????? 2）結(jié)合圖3可知，在自燃帶范圍內(nèi)出現(xiàn)了兩個(gè)特殊區(qū)，窒息帶1和不自燃帶2。隨著回采工作面的的推進(jìn)，采空區(qū)上部覆巖逐漸垮落，采空區(qū)中部逐漸壓實(shí)，漏風(fēng)風(fēng)流難以通過(guò)，從而就形成了窒息帶1；而"兩巷"附近由于煤柱的支撐，形成了漏風(fēng)通道，風(fēng)流貫通到窒息帶1后部，再加上后高抽巷的影響，采空區(qū)后部漏風(fēng)加劇，由于漏風(fēng)風(fēng)速較大從而形成了不自燃帶2。另外，在采空區(qū)后部，由于漏風(fēng)孔隙通道的壓實(shí)，再加上切眼處防漏的處理，漏風(fēng)風(fēng)流逐漸減少，就形成了窒息帶2。
??????? 5 結(jié)論
??????????? 1）由于瓦斯抽采及上覆巖層的裂隙發(fā)育，形成了漏風(fēng)動(dòng)力及漏風(fēng)通道，造成了采空區(qū)漏風(fēng)的加劇，進(jìn)而為采空區(qū)浮煤自燃提供了充足的供氧條件；
??????? 2）由于采空區(qū)浮煤自熱升溫，在采空區(qū)局部形成內(nèi)生"火風(fēng)壓"，進(jìn)一步加劇了采空區(qū)的漏風(fēng)。
??????? 3）在U+Ⅰ型通風(fēng)方式影響下，根據(jù)采空區(qū)漏風(fēng)流速來(lái)劃分采空區(qū)"三帶" 的范圍，則"三帶"形成了"多塊型、不規(guī)則狀"劃分，改變了原先規(guī)則、有序的劃分。
??????? 參考文獻(xiàn)：
??????? [1] 褚廷湘,余明高,楊勝?gòu)?qiáng)等. 煤巖裂隙發(fā)育誘導(dǎo)采空區(qū)漏風(fēng)及自燃防治研究[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào),2010,27(1):87-93.
??????? [2] 宋永津.礦井均壓防火[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2001.
??????? [3]錢鳴高,繆協(xié)興.采場(chǎng)上覆巖層結(jié)構(gòu)的形態(tài)與受力分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),1995,14(1995),97-106.
??????? [4] 文虎.綜放工作面采空區(qū)煤自燃過(guò)程的動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬[J].煤炭學(xué)報(bào),2002,27(1):54-58.
??????? [5] 張辛亥,劉燦,周金生等.綜放面采空區(qū)流場(chǎng)模擬及自燃危險(xiǎn)區(qū)域劃分[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào),2006,26(1):6-9.
??????? [6] Balusu, R., Deguchi, G., Holland, R., Moreby, R., Xue, S.,Wendt, M. & Mallett, C. Goaf gas flow mechanics and development of gas and Sponcom control strategies at a highly gassy mine [J]. Coal and Safety. 2002,20: 35-45.
??????? [7] Liming Yuan, Alex C.Smith. Numerical study on effects of coal properties on spontaneous heating in longwall goaf areas. Fuel, 2008, 87(15-16): 3409-3419.
??????? [8] 胡千庭,梁運(yùn)培. 采空區(qū)瓦斯流動(dòng)規(guī)律的CFD模擬[J]. 煤炭學(xué)報(bào),2007,32(7): 720-722.
??????? [9]黃金,楊勝?gòu)?qiáng),褚廷湘等. 采空區(qū)自燃三帶漏風(fēng)流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J].煤炭科學(xué)技術(shù), 2009(06):0060-04.
??????? [10]楊勝?gòu)?qiáng),張人偉,邸志乾等.綜采面采空區(qū)自燃三帶的分布規(guī)律研究[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1998,27(1):57~59.
???????
???????