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论文以理论研究与计算机数值求解技术相结合的方法,研究了煤巷自燃的发展历程及其流固热耦合的参数特征,给出了煤巷在不同应力条件下渗流系数的非线性流固热耦合关系式,建立了漏风渗流场、增温场的非线性流固热耦合数值模型,通过算例对数值模型进行了求解并验证了这些模型的正确性。 论文建立了用于煤巷自燃研究的几何场效模型;给出了在不考虑耦合影响条件下进行煤巷自燃研究的通用模型及其解法;探讨了煤巷自燃耗O2释热参数的特征及其测算方法;从理论上分析了煤巷自热自燃的热力作用特征与热力着火模型。 论文分析了煤巷沿空侧巷旁煤柱自热自燃的热固变形特征及其动态发展历程,给出了用于描述煤巷自燃平面应变问题的变形场参数模型;得出了煤体自燃热应力σT与渗流系数k(φ)间流固热耦合的关系模型和修正的煤巷自燃弹塑性变形场的流固热的参数耦合模型。考虑煤巷自燃渗流场中的流固热耦合因素,建立了煤巷自燃渗流场的流固热耦合数值模型;结合兖州矿区煤巷自燃实例对模型进行了数值求解。 在对煤巷自燃增温场的研究中,考虑其中的流固热耦合因素,研究确定了煤巷自燃增温场动态发展的流固热耦合数值求解模型;给出了定量确定耦合模型中自热自燃源项的计算式;结合兖州矿区煤巷自燃实例对增温场模型进行了数值求解,验证了模型的可靠性和正确性;将煤巷自燃非线性流固热耦合模型应用于煤巷自燃的预测预报,可以有效防止煤巷自燃的发生与发展。 本文尝试从反映煤巷自燃流固热的参数耦合关系上研究煤层自然发火的动态发展历程,探索了煤层自然发火问题研究的新途径,为矿井火灾科学的发展起到了积极作用。