矿井火灾对巷道瓦斯积聚影响的研究

通过分析矿井火灾所产生的浮力和节流效应的产生机理和特点,进行了巷道火灾对井下风流状态影响的研究。认为火灾所引起的风流状态的变化对井下直接源瓦斯涌出影响不明显,但对诸如采空区等间接源瓦斯涌出影响明显。对于水平巷道、上行通风巷道和下行通风巷道内发生的火灾,其对风流状态变化的影响各异,所以这对与之相连的角联巷、并联巷和串联巷内瓦斯运移积聚的影响不尽相同。     

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。     

弹性风障在地下灭火中的应用

<正> 当在矿井总负压通风的巷道内发生火灾时,随着回风流带出火灾气体的同时还常常发现火灾气体向进入火源的新鲜风流扩散。这种逆转现象既可能发生在水平巷道,也可能发生在上行通风的倾斜巷道,但以下行通风的倾斜巷道为最强烈,在下行通风的倾斜巷道内火灾气体能够迎着进风流扩散到很远     

热环境对局部通风系统影响研究

基于局部通风管理是煤矿通风安全管理的重要内容之一,且不同地点热环境会对局部通风系统造成不同的影响,针对矿井水平巷道和倾斜巷道,研究两巷道热环境与风压的关系。根据矿井通风理论,水平巷道里的热环境会在巷道里形成热阻力,对风流产生节流效应;倾斜巷道的热环境产生的热风压会对巷道里的风流造成不同的影响,分析不同热风压引起的所有可能的结果。根据热环境影响结果的相关因素合理优化局部通风系统并结合矿山实际生产状况提出合理的建议。     

矿井热源对局部通风系统的影响及其处理对策

由于不同地点热源对局部通风系统的影响不同,就倾斜巷道和水平巷道里的热源分开进行讨论。由连续方程以及动量守恒方程可知,水平巷道里的热源会在巷道里形成热阻力,对风流产生节流效应;由自然风压理论可知,倾斜巷道里的热源会形成沿巷道倾斜方向向上的热风压,不同大小的热风压会对巷道里的风流造成不同的影响,分析所有可能的影响结果。最后,根据不同地点的热源对局部通风系统造成的不同影响提出了相应的对策。     

倾斜巷道的火灾蔓延特性及火灾时的通风变化

<正> 一、前言进行井下开采的矿山,除水平巷道外,还有其他的斜巷和竖井等各式各样的地下构造。其中多数布设着坑木等可燃物,而且一般是进行强制通风或自然通风,所以存在着容易在大范围扩大的巷道火灾的潜在危险。特别是在斜巷,已知其在进行上行通风时火灾的蔓延显著加快,在进行下行通风时由于火焰和通风的相互     

巷道火灾时期的通风状态

介绍了国内首次进行的接近矿井实际条件的关于火灾时期通风参数和燃烧产物变化的试验的结果。证明了矿井火灾过程中会出现风流的节流效应和逆流现象,并对它们的形成条件和影响因素作了分析;首次提出进入火区的风流以1m/s风速作为划分节流和逆流效应的界限。     

多参数耦合条件下矿井火灾数值研究

为研究多参数影响条件下矿井火灾的发展规律,采用火灾模拟软件FDS考察了巷道发生火灾时,各参数变化对其通风的影响。结果表明：在火源功率由180 kW增大至1 800 kW时,巷道顶部温度值由45 ℃上升至200 ℃;在不同巷道倾角下的巷道顶部温度平均在75～80 ℃,说明巷道倾角对巷道顶部温度影响很小。随着巷道通风速度由0.5 m/s增大至3 m/s,巷道最大气流速度由4.60 m/s增大至5.15 m/s,上风向巷道速度分布均匀,不易产生回流,下风向巷道速度分布较杂乱,烟气分层被破坏。该研究成果对矿山防火有重要的实际意义。     

多参数耦合条件下矿井火灾数值研究

为研究多参数影响条件下矿井火灾的发展规律,采用火灾模拟软件FDS考察了巷道发生火灾时,各参数变化对其通风的影响。结果表明：在火源功率由180 kW增大至1 800 kW时,巷道顶部温度值由45℃上升至200℃;在不同巷道倾角下的巷道顶部温度平均在75-80℃,说明巷道倾角对巷道顶部温度影响很小。随着巷道通风速度由0.5 m/s增大至3 m/s,巷道最大气流速度由4.60 m/s增大至5.15 m/s,上风向巷道速度分布均匀,不易产生回流,下风向巷道速度分布较杂乱,烟气分层被破坏。该研究成果对矿山防火有重要的实际意义。     

巷道火灾时期烟流参数变化规律模拟分析

本文以实际煤矿采区进风系统为原型,按照流体相似原理,建立了矿井巷道火灾模拟实验系统,然后利用GAMBIT软件建立实验巷道的物理模型,采用Hex/Wedge-Cooper方法进行体网格的划分,对初始条件和边界条件进行设定和处理,最后将巷道火灾火源简化为一个固定体积的稳态高温热源,采用FLUENT软件,针对不同的巷道入口初始速度,分别模拟分析火灾巷道烟流温度场、速度场、密度场和压力场的变化规律和分布情况。研究结果表明:火灾发生后,巷道烟流扩散范围逐渐增大,温度逐渐升高,在火区附近温度最高;烟流速度从巷道入口处到出口处逐渐降低,在巷道交叉口处由于存在局部阻力和节流效应,烟流速度会大大降低;烟流密度从巷道入口处到出口处逐渐增大,在通风情况不好的巷道,烟流密度会更大,且巷道顶部烟流密度要小于巷道底部烟流密度;烟流静压总体升高,但在巷道出口处烟流压力最低。     

掘进工作面局部通风参数对瓦斯分布影响研究

为了研究矿井掘进工作面瓦斯异常涌出时局部通风参数对于瓦斯分布的影响,利用Fluent软件,建立了巷道三维模型,分析不同通风参数时掘进巷道瓦斯分布情况.研究结果表明:初期瓦斯积聚在巷道底部,在风流和浮力作用下瓦斯向出口和上方运移,风流稳定后,瓦斯积聚在掘进迎头附近下部,后方瓦斯分布较为均匀;风筒布置位置对于回风流瓦斯浓度...     

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。     

矿井火灾时期风流控制方案的优化计算

提出了用通风网络风量优化计算的方法求解矿井火灾时期的风流控制方案．在计算过程中主要考虑了矿井火灾对通风的影响、用风流质量流量代替体积流量、定量确定关键地点的需风量及尽量采用增阻调节措施等问题．计算过程主要包括：矿井火灾时期的风流状态模拟、关键地点的需风量和允许调节的分支确定、控风方案的优化计算和控风效果的模拟计算等．通过一个矿井的计算实例说明了方法的可行性．     

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。     

基于数值模拟的矿并火灾疏散路径选取研究

针对矿井火灾中人员疏散比较困难的问题,本文通过对某矿发生矿井火灾后的情景进行数值模拟,利用FDS软件分析巷道中烟气蔓延的情况、CO浓度的变化以及人员能见度的变化情况等对人员安全疏散的影响,模拟烟气动态的流动情况,从而在错综复杂的矿井巷道中选取可以安全疏散的有效路径,对于普通的通风状态无法安全疏散的情况,可以通过采用反风的方式来阻挡烟气对于可疏散路径的影响,确保人员的安全疏散.     

Numerical simulation study of gob air leakage field and gas migration regularity in downlink ventilation

Aiming at the issue that mass of gas emission from mining gob and the gas exceeded in working face, gob air leakage field and gas migration regularity in downlink ventilation was studied. In consideration of the influence of natural wind pressure to analyze the stope face differential pressure, gob air leakage field distribution and gas migration regularity theoretically. Established a two-dimensional physical model with one source and one doab, and applied computational fluid dynamics analysis software Fluent to do numerical simulation, analyzed and contrasted to the areas of gob air leakage on size and gas emission from gob to working face on strength when using the downlink ventilation and uplink ventilation. When applied downward ventilation in stope face, the air leakage field of gob nearly working face, and the air leakage intensity were smaller than uplink, this can effectively reduce the gas emission from gob to working face; when used downlink ventilation, the air leakage airflow carry the lower amount of gas to doab than uplink ventilation, and more easily to mix the gas, reduced the possibility of gas accumulation in upper corner and the stratified flows, it can provide protection to mine with safe and effective production.     

上行风流火灾3D矿井通风系统灾变过程仿真

以有源风网矿井通风和火灾研究新成果为理论基础,建立了矿井火灾时期矿井通风系统灾变过程的数学模型,用MATLAB语言编制了可视化仿真程序TF1M(3D)。结合典型矿井的上行风流火灾实例,从矿井尺度上,实现对火灾时期风流运动、火灾蔓延时的烟浓度与温度分布,以及通风系统变化的动态模拟。模拟分析得出,矿井上行风流火灾发生时,随着火势的增强,火源主干风路风量增加,导致过流通风,火源旁侧支路出现风量降低-停滞-进而风流逆转的变化;受火灾燃烧动力（火风压）的驱动,过流与逆流的风量变化具有一致对称性;在复杂网络中,旁侧支路会有次序性地发生风流逆转。从矿井宏观尺度上,火灾时期通风系统发生的一系列变化,都是在通风动力与火风压相互作用下产生的;也导致矿井系统总风阻的动态飘移。TF1M(3D)输出的技术参数信息量大,现象直观,动画效果好,为深入分析矿井火灾搭建了性能优良的仿真平台。     

一种基于CAN总线的局部风机监控系统

局部风机是煤矿企业生产过程中的重要生产工具,局部风机的故障会引起瓦斯积聚等,当瓦斯的体积分数上升,会引起爆炸或火灾,严重时还会引起人身安全事故。文章设计了一种基于CAN总线的局部风机监控系统,实现了对矿井瓦斯、矿井局部通风机的状态监控,确保了煤矿井下的安全,同时与煤矿企业的其它信息系统集成,实现了煤矿企业的信息化。     

框架式平衡风门在高河煤矿的应用

为保证煤矿井下通风系统稳定,井下巷道在贯通前,必须提前在相关巷道构筑风门。若贯通点构筑永久风门,构筑前期系统稳定,但随着巷道的掘进,矿山压力逐渐显现,会出现风门变形、墙体压裂等现象,影响系统稳定性;且贯通点位于巷道末端,辅助运输设备无法将永久风门材料运输到位,造成人工运输,增加劳动强度。若用传统木风门构筑,掘进机贯通后在联巷内回撤时,导致联巷内木风门需逐道先拆除、后恢复,费工费料,且不能有效保障通风系统稳定。为此,高河矿提出了用框架式平衡风门替代永久风门,实现联巷之间风流阻断,既保障了通风系统稳定,又解决了矿山压力损坏永久风门的材料浪费等现象,具有较强的推广前景。