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採空區自然發火是井下重大災害之一，也是煤礦安全生產領域重點研究的問題。本書在分析煤自燃特性參數及採空區內產熱與散熱規律的基礎上，利用數值模擬技術提出了採空區自燃發火的能量遷移理論，闡述並揭示了採空區自然發火的多場耦合致災過程和機理，建立了三維多場耦合數學模型；確定了四面體單元控制體的合理圈劃方案，提出了一種具有較高精度的有限體積法的新算法；利用新算法離散自然發火模型，編制了“採空區自然發火三維仿真系統”，結合現場參數，模擬得到了注氮前後及停采狀態下的採空區各場分佈情況，分析了推進速度、遺煤厚度及工作面風量等對自然發火的影響；提出了一種以工作面上隅角一氧化碳湧出量來定量評估採空區自然發火風險的新方法，提高了採空區自然發火早期預報的準確性，還自主研發了一種新型乾冰快速昇華裝置，即乾冰相變發生器，成功處置了井下的早期自然發火。
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