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。     

基于三维通风系统的矿井火灾影响模拟研究

矿井火灾烟气是造成大量人员伤亡的主要原因之一,为了更好地制定井下火灾紧急救援预案,文章通过仿真模拟法研究了煤矿的进风、用风和回风地点发生火灾后的烟气流动规律。利用Ventsim可视化通风软件建立东荣三矿三维矿井通风系统模型,选取采煤工作面、采煤工作面回风巷以及主井作为研究对象,模拟井下发生火灾的情形,通过获得的数据分析CO扩散情况,制定相关应急措施。研究结果表明:主井发生火灾,CO气体会出现剧烈波动,短时间内能扩散至井下各个工作面,危害性极大;采煤工作面发生火灾,风门的位置以及关闭的时间长短对遏制CO气体传播十分关键;采煤工作面回风巷着火,在采空区瓦斯未涌出和积聚的前提下,CO会随着回风巷排出井外,危害性小。     

风速对上行通风巷道火灾烟羽及温度场影响

以某矿井上行通风工作面巷道为模型,运用火灾场模拟软件FDS对该工作面火灾时烟羽及温度场进行模拟分析。结果表明:烟羽不易发生逆流,旁侧倾斜巷道易发生风流逆转;风速越大,烟羽扩散范围越小;风速增大对温度降低无明显效果,反而加大温度危害性。     

矿井带式输送机火灾蔓延规律数值模拟研究

为了掌握运输巷火灾蔓延及烟气运移的规律,基于12 m×0.7 m×0.9 m的矿井巷道火灾模拟实验台,建立了尺寸为11 m×0.5 m×0.4 m的FDS相似模型;设定火源功率:Q=2.51 kW,风速范围:0~0.8 m/s,利用FDS相似模型分别模拟火灾演变过程巷道内的温度场分布情况、烟气运移情况及带式输送机火灾蔓延情况。结果表明:纵向通风是改变巷道火灾温度场分布与烟气扩散的主因,火灾平均蔓延速率与风速成正比,风速对带式输送机火灾的温度场、烟气扩散及火灾蔓延速率影响显著。     

矿井胶带火灾模拟与逃生影响因素分析研究

矿井实际生产过程中,胶带火灾受多种因素影响,为确定矿井胶带火灾真实燃烧特性及人员逃生影响因素,本文应用火灾动力模拟软件PyroSim模拟了申家庄矿发生胶带火灾时,巷道内温度、烟气浓度及能见度随时间的变化情况,分析得出矿井胶带火灾时影响人员逃生的主要因素是烟气温度、CO浓度以及能见度。模拟结果表明该矿胶带火灾发生后的前200s是火源下风侧人员顺利逃生的关键时期,400s后巷道高温烟气、高浓度CO以及低能见度就严重影响人员逃生。研究结果为矿井应急救援和火灾逃生提供了参考。     

坡度对上行通风火灾影响的数值模拟

为探究上行通风时巷道坡度对矿井巷道火灾烟气流动的影响规律,应用火灾动力学模拟软件Pyrosim建立巷道线火源延燃模型,并依据美国职业安全与卫生研究所的全尺寸巷道火灾试验对模型参数有效性进行验证。基于以上参数,以山西省晋煤集团成庄某回风巷道为背景,建立了不同坡度上行通风巷道模型,对其火灾时期产生温度场和压力场进行数值模拟,分析巷道内部温度和压力分布,以及烟气蔓延规律。模拟结果显示:上行通风时巷道坡度增大,可使火灾初始蔓延速率加快,抑制烟气逆流的临界风速变小,同时火灾高温区域向下风侧偏移,温度整体下降,进出口压差增大。     

不同风速下巷道火灾烟气蔓延规律的数值模拟

为分析不同风速对巷道火灾中烟气蔓延规律的影响,以察哈素煤矿运输平巷为研究对象,采用数值模拟软件FLUENT对风速分别为0.5 m/s、1.5 m/s、2.5 m/s、3.5m/s时巷道内火灾烟气的扩散过程和流动规律进行了模拟。结果表明,风速较低时,高温烟气聚集在火源上巷道顶棚附近,同时,烟气会沿着与巷道通风相反的方向流动,发生烟气逆流现象;随着风速的增加,烟气的分层厚度会显著增加,高温烟流会加速蔓延,抑制逆流现象的发生。     

井下烟道在巷道火灾中的作用数值模拟

以火灾动力学软件FDS(Fire Dynamics Simulator)在矿井巷道火灾中模拟方法为主线,建立了巷道中有无顶棚烟道的研究模型,对发生火灾时巷道温度场以及烟气变化情况进行探究。通过实验分析表明,设置顶棚烟道对巷道火灾烟气流动起到一定的抑制和疏导作用;随着风速增加,巷道中温度明显下降,热流快速分散,利于人员安全疏散。     

煤矿平巷火灾数值模拟及其特征参数研究

为了研究火灾产生的烟气在巷道中的运移和分布规律,采用单混合分数PDF非预混燃烧模型进行了三维瞬态数值模拟,分析研究了煤矿水平巷道发生火灾时期的温度场和烟气逆流层的变化规律。结果表明:火源强度一定时,通过对火灾过程中0.5、1.0、1.5、1.8、2.0、2.5 m/s等不同进风速度的模型求解,得出存在阻止高温烟气向火源点上风侧传播和运移的极限风速,模型中的极限风速V_(min)=2.0~2.5 m/s;并推出了逆流层关于风流速度的函数表达式。风流速度一定时,通过对火灾过程中5.24、10.48、15.72、20.96 MW等不同火源强度的模型求解,得出不同火源强度,巷道内温度场的瞬态变化规律;并推算出逆流层关于火源强度的函数表达式。     

全矿反风风速对硐室火灾烟气影响的数值模拟

为探究全矿反风风速对硐室火灾烟气蔓延的影响,利用FDS火灾数值模拟软件构建矿井巷道三维模型,模拟全矿反风风速为1.0、1.5、2.0、2.5 m/s条件下的火灾场景,分析不同反风风速下硐室左右两侧烟气浓度和巷道内能见度的变化情况.研究结果表明:当全矿反风风速为1.0 m/s时,巷道进风侧风流紊乱,烟气出现明显回流现象;...