不同阻塞条件下的隧道火灾全尺寸试验研究

为了研究阻塞条件下的隧道火灾危险性,选取某隧道网络中的某一支路作为火灾试验区,采用轴流风机通风,额定通风量为27 m3/s,以甲醇池火为火源,火源功率分别为0.25、0.50和1.00 MW。通过改变火源功率和隧道内风门的开闭模式开展全尺寸试验,分析火源横截面和隧道中心线竖直截面风速、隧道纵向拱顶温升、隧道中心面纵向温升等参数,研究了不同阻塞条件下的隧道火灾烟气扩散规律,获得了抑制隧道火灾危险性的风门控制模式。研究结果表明:①在隧道通风网络中,对称风流通过风门后,隧道截面距风门22 m处风速在整流作用下逐渐趋于均匀;②建立了考虑隧道阻塞比的隧道风量衰减模型,该模型可根据隧道阻塞比的变化预测隧道阻塞作用下的风量损失,同时可以计算沿程阻力损失的风量;③在自然通风条件下,当火源功率大于0.50 MW时,火灾烟气在火羽流作用下迅速向隧道拱顶浮动,通过对流换热使得拱顶温度急剧升高,对于隧道结构的稳定性具有巨大的破坏作用;可采用调节风门的方式控制通过起火区域的风量,从而优化隧道火灾危险控制模式,局部风速大小对火灾危险性影响不大;当起火区域风量不足时,人眼高度处的1.8 m高温度升幅较大,不利于人员逃生与救援;④阻塞条件下隧道断面不对称进风流易造成风流结构紊乱,使得隧道火灾烟气温度分布不稳定,危险性较大。     

基于移动火源的隧道拱顶温度分布规律实验研究

为掌握行进中的着火机动车对隧道拱顶温度场分布的影响规律,以公路隧道为原型建立了1∶20小尺寸实验系统,在隧道自然通风条件下,模拟了移动火源以0.5,0.8和1.0 m/s等不同速度在隧道中行进、停止直至熄灭的火灾过程。研究了移动火源进入隧道后的隧道温度场及火灾过程中隧道拱顶沿纵向温度分布特征、测点温度峰值及梯度变化等规律。研究结果表明：① 当火源行进速度为0.5 m/s时,燃烧更加充分,隧道拱顶温度达到峰值,比其余两组高40和50 ℃;② 移动火源的存在,打破了顶棚射流拱顶热烟气与下部冷空气的对流循环动态平衡,减弱了热对流效应,使得隧道内温度降低更缓慢。     

基于FDS的矿井巷道火灾烟气致灾的数值模拟

巷道火灾时期,烟气流动受各种因素影响复杂多变,为研究火灾期间烟气扩散规律及致灾特性,基于FDS对"L"型巷道进行数值模拟,同时参考《煤矿安全规程》规定风速,重点模拟1.92 MW和2.7 MW火源功率下,0.25～2.1 m/s风速内巷道火灾烟气蔓延和温度分布变化情况。结果表明:火源功率和风速对烟气扩散影响较大,下风侧排烟速度与火源热释放速率值和风速正相关。由于存在临界风速,热释放速率与上风侧烟流滚退存在差异性关系。风速过低时,上风侧烟气扩散速度取决于大火源功率;当风速提高到临界风速,火源功率对烟气逆流速度与距离影响减小甚至消失。巷道温度受火源功率和风速影响变化一致,温度自巷道火区向两侧递减,但大火源功率巷道温度整体高于低火源功率。     

含复合添加剂细水雾熄灭煤油池火实验

在标准受限空间内使用含复合添加剂细水雾和纯细水雾进行熄灭煤油池火的对比实验，通过细水雾吸热功率和火源平均功率之比、灭火时间、火焰温度以及烟气浓度对含复合添加剂细水雾熄灭煤油池火的机理和有效性进行了分析.实验研究表明：复合添加剂弥补了细水雾单纯依靠物理作用灭火的不足，可以在较小的细水雾吸热功率和火源平均功率比值情况下灭火，大幅减小用水量，降低水渍损失，相对于纯细水雾提高了灭火性能和效率.     

浅谈顶棚抹灰

顶棚抹灰空鼓、开裂的质量问题是由于操作工艺陈旧、管理不严、操作工艺不当引起。从改革抹灰操作工艺、加强管理、严格按操作工艺施工三方面论述，保证抹灰质量。     

通风换气对煤矿井下电缆巷火灾影响分析

为研究不同通风换气次数对煤矿井下电缆巷火灾的影响,基于FDS火灾模拟软件建立了某电缆巷全尺寸模型进行火灾模拟。模拟共设置四种通风换气次数工况,通过数值方法求解热驱动的低流速N-S方程得到了各工况下的电缆巷火灾烟气分布云图、空气浓度分布云图及火源点顶棚温度变化,确定了逆风侧最远通风距离与通风换气次数的关系式,并计算得到火源逆风侧最小烟气扩散距离为50.8 m。模拟结果表明,在通风逆风侧,风速小于1.70 m/s时,烟气达到最远扩散距离的时间随风速增大而增大,风速大于1.70 m/s时,烟气达到最远扩散距离的时间随风速增大而减小;逆风侧由于上部区域烟气含量更高,并受气流阻挡作用仍在不断堆积,而下部烟气含量较小,随风流向顺风侧蔓延,扩散作用明显,从而形成逆风侧同截面上下部空气含量差距较大、顺风侧空气含量分布较为均匀的情况;通风换气次数对于火源顶棚达到稳定温度所需时间无明显影响,但对其温度大小有一定影响,火源顶棚稳定温度与通风换气次数大小呈现反比趋势。研究结果可为工矿区电缆巷的火灾防治提供参考。     

细水雾透过网格形障碍物熄灭油池火的试验

为了研究障碍物对细水雾灭火的影响,在网格形障碍物阻隔条件下,利用细水雾对小尺寸油池火的灭火效果进行了试验研究.在3.0 m×3.0 in×2.8 m的标准受限空间内,选取火灾功率固定的较小尺寸煤油池火进行一系列细水雾模拟灭火试验.试验结果表明:障碍物之间的距离、障碍物与火源间的距离等都对细水雾抑制火焰有明显影响.在较小尺寸油池火存在的情况下,适当增加网格形障碍物与火源间的距离,并减少网格形障碍物的等效面积至10%以下,可以使细水雾有效抑制、熄灭油池火焰.     

基于离散元法的半自磨机磨矿过程的仿真研究

通过离散元软件EDEM建立了半自磨机仿真试验模型,并对其磨矿过程进行了模拟,分析了不同转速、衬板个数及衬板高度对半自磨机有效功率的影响。结果表明,随着转速率和衬板的增加,半自磨机的有效功率成线性增加;不同衬板高度对半自磨机有效功率的影响不同;随着L/H的变化,半自磨机的有效功率不断变化,在L/H=5左右,半自磨机的有效功率趋于最大值。可为半自磨机运行参数的选择提供一定的参考依据。     

油页岩干馏残渣与烟煤混合燃烧试验研究

采用热重分析方法,对油页岩干馏残渣、烟煤及其混合物燃烧特性进行试验研究,考察不同比例混合燃料对着火、燃烬等特性的影响;通过混合燃烧试验TG/DTG曲线与计算各组分加权平均TG/DTG曲线的对比,分析燃烧过程中油页岩干馏残渣与烟煤相互影响的机理;比较混合燃料在不同升温速率条件下的着火、燃烬等特征参数的变化。结果表明：混合燃料中烟煤比例增大,着火温度略有降低,燃烧DTG曲线峰值增大,燃烬温度降低,燃烧特性趋好;混合燃烧相互影响主要发生在燃烧低温段450~645 ℃之间,且燃烧试验DTG曲线峰值大于计算曲线峰值,燃烧稳定性增强;不同升温速率条件下,混合燃料随着升温速率的提高,燃烧着火延迟,反应向高温区移动,DTG曲线峰值增大,综合燃烧特性趋好     

基于活化能的煤的自燃倾向性研究

针对现阶段我国鉴定煤自燃倾向性方法的不足,分析了活化能判断煤自燃倾向性的可能性。运用热重法分析煤样活化能,通过讨论2种热分析动力学方法的优缺点,决定应用多重扫描率法中的Starink法对3条不同升温速率(5、10、20℃/min)下的煤样热动力参数进行计算。研究表明煤样活化能在反应转化率范围内先变小后增大,其氧化燃烧反应是一个复杂的多步反应。最终通过分析同一煤样不同升温速率下的着火点,发现虽然3个着火点温度不同,但其对应的转化率均接近于一定值,所以选取此定值转化率下的活化能即着火点活化能作为鉴定煤的自燃倾向性的指标。     

平巷烟流滚退火烟羽流模型及其特征参数研究

为研究矿井火灾时期发生烟流滚退时火源区域烟流流动规律,分析了矿井水平巷道火烟浮羽流及顶板射流的成因和特点,并运用环境流体力学及传热学的相关理论,分析了水平巷道火灾烟流滚退规律,结合积分法建立了火烟浮羽流和顶板射流的数学物理模型。通过对滚退烟流与巷壁之间的热交换过程的分析,推导出滚退发生时烟流逆行距离的函数表达式,联合火烟浮羽流和顶板射流数学物理模型,得出求解烟流滚退逆行距离的数学方程式。     

徐州马庄煤矿煤炭地下气化试验研究

在徐州马庄煤矿煤炭地下气化试验过程中,研究了地下气化炉盲孔式电点火工艺,气化通道正、反向火力渗透互换燃烧贯通技术,并对混合小Ｕ型炉、双火源燃烧气化工艺方案进行了研究。指出了急倾斜煤层无井式地下气化煤气热值的发展变化规律。试验结果表明,急倾斜无井式地下气化盲孔式电点火工艺,气化通道正,反向火力渗透互换贯通技术是可行的,煤气热值随煤气流量的增加而升高,并趋近于一稳定值,双火源气化工艺可提高气化炉的温度     

矿井火灾对巷道通风的影响研究

为了研究井下火灾对巷道通风的影响,采用火灾模拟软件FDS考察了水平巷道和上行巷道发生火灾时对其通风的影响。结果表明：火灾导致巷道气流运动规律发生变化,根据巷道气流速度分布,可将巷道分成4个区域。从分析结果看出,水平巷道存在节流效应,浮力效应可以忽略;而在上行巷道中则同时存在着节流效应和浮力效应,并且随着热释放功率的增大,节流效应更加明显。     

巷道火灾节流过程及其影响因素的研究

通过实际规模的火灾试验,三维空间布点,全自动数据采集,详尽地揭示了火灾节流效应发生时烟气温度、浓度、燃烧分支的入口与出口流速和风机风压时序变化的非稳态特性以及典型参数;试验发现,节流时段与挥发分的快速析出和燃烧是一致的,温度峰滞后于氧气浓度谷点、节流函数最小点和压力峰（阻力峰）,使用温度峰值计算最大阻力的传统方法是错误的.提出了用节流系数描述节流度的方法,由此导出了影响节流效应的因素为系统的特性参数、风机特性参数、火灾发生的位置、火风压和热阻的方向及增长速率.     

矿用输送带与木材燃烧性能的对比实验研究

利用锥形量热计对氯丁胶（CR）、聚氯乙烯塑料（PVC）输送带与木材的点燃性能、热释放性能、烟气毒性和烟气的减光性等进行了对比实验研究。结果表明,木材与CR,PVC输送带相比点燃时间较长,热释放速率介于两之间,CO生成率和比消光面积较小;CR输送带的火灾危险性远大于PVC输送带和木材,但PVC输送带的CO生成率较高,对比实验为矿井火灾火源特性数学模型的建立以及矿用阻燃输送带的开发提供了基础参数。     

张集煤矿厚煤层下提高上限开采的研究与实践

张集煤矿通过对北一采区6煤层新生界松散层水文地质特征的分析研究,得出了第三系中部含水层下段为弱含水层,且底部粘土层为隔水层的结论。在此基础上对17116第一个厚煤层回采面成功地进行了留设37 m防水煤柱下的提高上限开采,取得了宝贵的开采经验和良好的矿井经济效益。     

巷道截面突变对烟气蔓延的影响数值模拟

为了研究矿井巷道截面突变对烟气蔓延过程中烟气蔓延至进风口、出风口的时间以及温度的影响,基于Pyrosim火灾模拟软件建立不同巷道倾角、巷道突变段长度以及不同巷道突变位置的数值模型,并在不同空间位置设置能见度、温度、烟气蔓延测点。模拟结果表明:随着巷道倾角增加巷道突变对烟气蔓延的抑制作用降低;火源强度越高,巷道突变对烟气蔓延至进风口时间的抑制率提高;而对烟气蔓延至出风口时间的抑制率降低。巷道截面突变段长为10 m且距离火源50 m时,巷道截面突变对烟气蔓延的影响最大。     

硫化矿尘云最低着火温度试验研究

利用标准测试装置Godbert-Greenwald 恒温炉对硫化矿尘进行了矿尘云最低着火温度试验研究。在设定试验条件下测试了硫化矿尘云最低着火温度,并探究了矿尘含硫量、粒度以及质量浓度对硫化矿尘云最低着火温度的影响。结果表明：A、B、C 3种硫化矿尘云最低着火温度分别为386、454、512 ℃;最低着火温度随矿尘含硫量的增加而降低、随粒径的减小而降低、随矿尘质量浓度的增加呈现先降低后升高趋势。研究结果对了解硫化矿尘云着火、爆炸危险性和指导硫化矿山安全生产具有参考价值。