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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：本发明公开一种工作面推进期间采空区煤自燃三维动态数值模拟方法，包括以下步骤：S1，建立求解域三维几何坐标系；S2，基于求解域三维几何坐标系的原点和坐标轴，构建工作面采空区三维几何结构模型；S3，对工作面采空区三维几何结构模型各区域进行网格划分；S4，在工作面采空区三维几何结构模型的各区域设定相应的源项、边界条件及各网格的物理场初始值；S5，开展采空区煤自燃稳态或瞬态数值模拟，并输出含求解域三维几何坐标位置的工作面采空区物理场计算结果；S6，采用采空区区域物理场坐标变换的方式开展指定工作面推进速度条件下采空区煤自燃三维动态数值模拟。本发明可为因采空区煤自燃引起的矿井灾害防治提供科学指导。

主权项：1.一种工作面推进期间采空区煤自燃三维动态数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，建立求解域三维几何坐标系；S2，基于求解域三维几何坐标系的原点和坐标轴，根据工作面采空区各区域的现场实测尺寸构建工作面采空区三维几何结构模型；S3，对工作面采空区三维几何结构模型各区域进行网格划分；S4，根据现场实测结果，在工作面采空区三维几何结构模型的各区域设定相应的源项、边界条件及各网格的物理场初始值；S5，开展采空区煤自燃稳态或瞬态数值模拟，并输出含求解域三维几何坐标位置的工作面采空区物理场计算结果；S6，通过以采空区区域物理场坐标变换周期为主导的采空区区域物理场坐标变换方式或以工作面移架步距为主导的采空区区域物理场坐标变换方式开展指定工作面推进速度条件下采空区煤自燃三维动态数值模拟；S1中的具体过程包括以下步骤：S11，在工作面与采空区的交界面上设置所述求解域三维几何坐标系的原点；S12，以工作面走向、工作面倾向、垂直于工作面走向与倾向所形成的面的方向设置求解域三维几何坐标系的坐标轴，实现求解域三维几何坐标系的建立；通过以采空区区域物理场坐标变换周期为主导的采空区区域物理场坐标变换方式开展指定工作面推进速度条件下采空区煤自燃三维动态数值模拟包括以下步骤：S601，设定工作面推进速度和采空区区域物理场坐标变换周期；S602，根据S2中工作面采空区三维几何结构模型的几何坐标范围，将含求解域三维几何坐标位置的工作面采空区物理场计算结果划分为采空区区域物理场数据和其他区域物理场数据；S603，根据S12中求解域三维几何坐标系中沿工作面走向的坐标轴正方向的指向进行采空区区域物理场相对于工作面推进方向后移的坐标变换，获得经坐标变换后的采空区区域物理场数据；S604，将S603中经坐标变换后的采空区区域物理场数据与步骤S602中的其他区域物理场数据合并，共同构成新的工作面采空区物理场数据；S605，以S604中新的工作面采空区物理场数据作为初始场，开展采空区煤自燃瞬态数值模拟，并输出含求解域三维几何坐标位置的工作面采空区物理场计算结果；采空区煤自燃瞬态数值模拟的迭代步数计算公式为： n为采空区煤自燃瞬态数值模拟的迭代步数，ΔT为采空区区域物理场坐标变换周期；Δt为采空区煤自燃瞬态数值模拟的时间步长；S606，循环步骤S602-S605，直至发散或满足循环次数要求为止；通过以工作面移架步距为主导的采空区区域物理场坐标变换方式开展指定工作面推进速度条件下采空区煤自燃三维动态数值模拟包括以下步骤：S611，设定工作面推进速度，计算采空区区域物理场坐标变换周期；S612，根据S2中工作面采空区三维几何结构模型的几何坐标范围，将含求解域三维几何坐标位置的工作面采空区物理场计算结果划分为采空区区域物理场数据和其他区域物理场数据；S613，根据S12中工作面走向的坐标轴正方向的指向进行采空区区域物理场相对于工作面推进方向后移的坐标变换，获得经坐标变换后的采空区区域物理场数据；S614，将S613中经坐标变换后的采空区区域物理场数据与S612中其他区域物理场数据合并，共同构成新的工作面采空区物理场数据；S615，以S614中新的工作面采空区物理场数据作为初始场，开展采空区煤自燃瞬态数值模拟，并输出含求解域三维几何坐标位置的工作面采空区物理场计算结果；采空区煤自燃瞬态数值模拟的迭代步数的计算公式为： n为采空区煤自燃瞬态数值模拟的迭代步数；Δd′为工作面移架步距；C为86400；v为工作面推进速度；Δt为采空区煤自燃瞬态数值模拟的时间步长；S616，循环步骤S612-S615，直至发散或满足循环次数要求为止。

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百度查询： 中国矿业大学 一种工作面推进期间采空区煤自燃三维动态数值模拟方法