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刘潇鹏; 郭广礼; 董志勇; 郭超; 周峻; 李怀展
煤炭科学技术, 04/2022, Letnik: 50, Številka: 3Journal Article
TD841; 煤炭地下气化过程中产生的高温改变了燃空区围岩的热学参数,从而影响燃空区围岩温度场的传播.目前缺乏针对高温-热学参数耦合效应下的煤炭地下气化围岩温度场扩展规律的研究,造成气化过程中温度场扩展的反演计算相对失真,限制了多场耦合条件下地下气化采场围岩控制技术的发展,亟待开展相关研究.利用Fish语言对FLAC3D自带的热传导模型进行改进,建立了高温-热学参数耦合效应下温度场研究的数值模拟方法,并将其应用于煤炭地下气化围岩温度场扩展的研究中,取得以下成果:高温极大改变了煤炭热学参数的分布,同时热学参数的分布的变化也改变了温度场的扩展规律,高温与热学参数具有双向耦合特征;煤炭地下气化围岩温度场扩展经历了3个阶段,煤层燃烧过程中的高温扩展阶段,对流散热过程中的冷却扩展阶段,气化完成后不与外界产生热交换的稳定扩展阶段,热学参数的耦合作用改变了煤炭地下围岩温度场的分布,高温扩展阶段结束后温度场在顶板传播范围为3.2 m,两侧煤壁6.5 m,底板1.3 m.冷却扩展阶段温度场在顶板传播范围为12.2 m,两侧煤壁7 m,底板5.5 m;气化完成后温度场在燃空区围岩内部持续传播,继续影响燃空区围岩的长期稳定性.
