采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。劉偉、秦躍平著的《
采空區自然發火多場耦合理論及應用》在分析煤自燃
特性參數及采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采空區自燃發火的能量遷移理論
，闡述並揭示了采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“采空區自然發火三維仿真繫統”，
結合現場參數，模擬得到了注氮前後及停采狀態下的
采空區各場分布情況，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采空區自然發火
風險的新方法，提高了采空區自然發火早期預報的準
確性，還自主研發了一種新型干冰快速升華裝置，即
干冰相變發生器，成功處置了井下的早期自然發火。
本書適合從事礦井采空區自然發火防治、礦井熱
害防治以及數值仿真等技術研究的科研人員和高校師
生閱讀使用。

前言
第1章 緒論
1.1 煤礦煤自燃災害現狀
1.2 **外研究現狀
1.2.1 煤自燃的相關理論研究
1.2.2 煤自燃過程的實驗研究
1.2.3 采空區自然發火數值模擬研究
1.2.4 研究發展趨勢
第2章 煤低溫氧化實驗方法
2.1 煤低溫氧化實驗繫統
2.2 煤自燃的特性參數
2.2.1 標準耗氧速率
2.2.2 標準CO生成速率
2.2.3 標準放熱強度
2.3 遺煤粒度分布特征
2.4 氧氣濃度的影響
2.4.1 煤樣制備及實驗過程
2.4.2 實驗結果及分析
2.4.3 討論及驗證
2.4.4 采空區耗氧速率與c0生成速率
2.5 粒度的影響
2.5.1 煤樣及實驗過程
2.5.2 實驗結果及分析
2.5.3 混合煤樣耗氧速率
2.5.4 討論
2.6 揮發分的影響
2.6.1 煤樣及實驗過程
2.6.2 實驗結果及分析
2.6.3 討論
2.7 本章小結
第3章 采空區自然發火多場耦合致災機理
3.1 采空區自然發火的能量遷移理論
3.1.1 采空區移動坐標繫
3.1.2 采空區自然發火的能量遷移理論
3.1.3 采空區*高溫度預判方程
3.2 采空區自然發火的多場耦合機理
3.2.1 采空區中“場”的概念
3.2.2 采空區內的產熱與散熱規律
3.2.3 采空區多場耦合作用的機理及過程
3.3 采空區自然發火的多場耦合數學模型
3.3.1 方向導數與梯度
3.3.2 采空區流場數學模型
3.3.3 采空區滲流參數
3.3.4 采空區氧氣濃度場模型
3.3.5 采空區冒落煤岩固體溫度場模型
3.3.6 采空區氣體溫度場數學模型
3.3.7 采空區自然發火的多場耦合三維模型
3.4 本章小結
第4章 三維模型離散方法
4.1 導熱微分方程