煤炭科学技术

作者：刘潇鹏, 郭广礼, 董志勇, 郭超, 周峻, 李怀展,

关键词：煤炭地下气化, 高温-热学参数耦合, 温度场分布, 围岩温度场,

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。

来源：2022年第3期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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