采煤巷道下方岩层注水风流降温效应数值模拟

张小艳; 李临川; 刘浪; 王璇; 李星格

doi:10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0411

西安科技大学学报 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (04) : 744 -755. DOI: 10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2025.0411

采煤巷道下方岩层注水风流降温效应数值模拟

张小艳, 李临川, 刘浪, 王璇, 李星格

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

PDF

摘要

为了研究采煤巷道下方岩层注水对风流降温的影响，利用三维有限元数值模拟，建立岩层注水风流降温的多物理场耦合模型，分析不同注采通道布置和注水参数对巷道内风流温度的影响以及围岩的温度变化，对比相同条件下不同注水时间下的降温效应。结果表明：在注水通道垂直距离上，注水通道离巷道越近，降温范围到达巷道附近围岩的速度越快，垂直距离从15 m到25 m时，1号巷道末端风流温降从25.24℃减少到24.85℃;方案2巷道内右侧风流的降温效应最优，注水10 a时巷道风流平均温度下降到28℃左右；当注水流量从5 kg/s到15 kg/s时，巷道末端风流温度相差1.37℃,注水温度从15℃到25℃时，巷道末端风流温度相差2.08℃;随着注水时间的增加，巷道进风侧的低温区域沿风流方向不断向回风侧扩展，巷道内风流温度的下降集中在注水前期，注水2 a时温降占整体温降的90%左右。研究成果为矿井岩层注水风流降温提供了理论参考。