文章摘要:针对采用理论及实验研究的方法研究高地温对采空区煤自燃的影响难以全面反映采空区煤自燃O₂浓度场分布情况的问题，采用Fluent数值模拟软件对高地温矿井采空区及进风侧、回风侧和采空区中段O₂浓度场的分布规律进行了研究。结果表明：①在通风量相同的情况下，温度从24.8 ℃升高到40 ℃时，O₂随着风流向整个采空区渗入，O₂浓度随深度增加而减小；在温度相同的情况下，当风量从1 800 m³/min增大到2 700 m³/min时，采空区漏风范围大幅度提升，采空区O₂浓度场变化明显，O₂几乎充满整个采空区，并且高浓度O₂存在范围增大，此时由于热量积聚导致采空区温度升高，采空区内部遗煤的温度也持续增加，煤氧复合作用加快，遗煤自燃的可能性也随之增大。②随着采空区与工作面距离的增大，O₂浓度随之减小，进风侧O₂浓度大于回风侧O₂浓度，表明进风侧煤自燃危险性大于回风侧。③随着采空区深度增加，进风侧与采空区中段O₂体积分数持续减小，曲线斜率呈先增大后减小的趋势，在260 m左右时，曲线斜率有所减小；回风侧O₂体积分数随采空区深度增加呈减小趋势；大量高浓度O₂存在于采空区150 m之前，整个采空区进风侧与采空区中段的煤自燃危险性均大于回风侧。④当温度为40℃、通风量为2 700 m³/min时，氧化带的最大宽度为126 m，将该最大宽度视为开采最大理论宽度，进一步计算安全推进速度，可为煤矿开采提供理论依据。

文章关键词:高地温矿井,煤矿开采,采空区漏风,煤自燃,O₂浓度场分布,散热带,氧化带,窒息带,

项目基金:国家自然科学基金资助（51874131，51474106）,湖南省教育厅优秀青年项目（18B213）,