基于模糊渗流理论的采场自然发火位置预测模型及其相似模拟研究

本项研究针对矿井下采空区岩石冒落形成的多孔隙介质空间的极度不规则性，提出了模糊渗透系数的概念，建立了一种以模糊分析和模糊微分方程为基础的及各种边值为条件的，计算采场气体模糊渗流问题的数学模型。围绕模糊微分方程定解问题，提出了模糊分析计算的模糊结构元方法，并利用模糊结构元的方法对模糊值函数的表述问题、模糊值函数的微分、黎曼意义下的模糊值函数积分以及模糊微分方程的解的结构等问题，进行了深入系统的研究。该项理论研究成果为预防采空区自然发火提供了有效的途径，对采场内自然发火位置的预测及发火位置控制有较好的理论价值和指导意义。 本项目还研制了相似模拟模型，针对采空区自然发火问题进行了多项模拟实验，观测并绘制了不同风量下采空区风压等值线及风流分布图；绘制了采空区不同位置漏风情况下风压等值线及风流分布图；绘制了上隅角设置瓦斯排放风筒后采空区风压等值线及风流分布图；设计了采空区充填带，并获得了采空区风压等值线及风流分布图。论述了风量、风压、漏风带、充填带、对采空区自然发火的影响，形象地验证了上述理论的正确性，取得了较好的效果。