为了研究注氮对采空区遗煤自燃"三带"分布的影响,基于"O"型冒落压实和Bachmat非线性渗流模型,运用Fluent软件对刘庄矿171101工作面采场的漏风分布情况进行了数值模拟,模拟得到的工作面风量分布与现场实测结果基本吻合。在此基础上,利用组分输运模型,对不同注氮位置下的采空区内多组分气体浓度场进行模拟分析,结果表明:注氮前、后的采空区内氧气浓度分布发生了明显的变化,特别是在注氮口附近,氧气浓度降低较为明显;甲烷浓度无明显变化。通过多方案比较,优化得到注氮口设置在距离工作面在10~30 m,

对采空区自燃"三带"分布及变化规律的研究是采空区防灭火工作的基础。运用Fluent流体软件建立采空区多孔介质模型,并分别考察了进风巷风速及进风巷侧未冒落巷对采空区"三带"分布的影响,据此为采空区自然发火的预测和防治提供依据。

对于实验室煤样低温氧化实验条件和现场工作面采空区实际既定通风与工作面几何参数条件,可以利用相似准则,建立基于实验条件下采空区CO涌出预测的计算数学模型,并把模型应用到现场工作面。采空区遗煤自燃与采空区漏风量有关,通过FLUENT软件对北皂矿4402工作面采空区漏风流场进行数值模拟,解算出造成采空区遗煤自燃的那部分漏风量,为应用模型较准确的推出现场采空区CO涌出预测的指标范围提供了条件。