矿井巷道火灾烟气运动模拟研究

采用区域模拟的方法,对矿井巷道火灾烟气运动进行动态模拟,迅速准确地掌握矿井火灾烟流状态及烟流的分布状况。并利用实验结果对模拟结果进行验证,证明矿井巷道火灾烟气运动模拟结果的正确性。     

火灾巷道烟气流动的数值分析

建立了一种描述矿井火灾时期火源巷道内烟气流动及传热传质过程的场模型，用ＳＩＭＰＬＥ算法进行模型求解，编制了计算机程序。用模型计算的结果与煤炭科学研究总院抚顺分院火灾实验结果进行比较，验证了模拟计算的正确性。用该模型研究了火灾巷道内火源强度、巷道坡度及风速条件对火灾烟气流动的影响。     

矿井火灾烟气蔓延特性的多维混合模拟研究

采用多维混合模拟技术对巷道火灾进行模拟,具有耗时短、精度高等优点。矿井火灾的多维混合模拟结果表明,一维模拟会高估火灾时巷道的温度,而多维混合模拟与一维模拟相比对风流参数的变化更加敏感,能够对火场风速、温度等参数的变化进行快速响应,因而模拟结果更加准确。     

基于Ventsim的复杂矿井火灾数值模拟研究

为研究复杂矿井火灾的烟气扩散规律和火风压影响范围,利用Ventsim进行某金矿3种不同工况(工况1、2位于斜坡道,工况3位于主进风巷道)条件下的火灾模拟,并研究火灾发生时的风压变化及烟气扩散规律.模拟结果表明:火风压影响程度随火源距离增加线性下降;根据各工况模拟的烟气扩散时间,矿井需在700 s内进行反风并组织工作人员...     

矿井火灾巷道烟气流动场模型

矿井火灾时期, 火源巷道内高温烟流运动为三维非定常的流动及传热传质过程。从化学流体力学基本方程组出发, 在一定简化与假设条件下, 建立了进行火源巷道烟气流动计算机模拟研究的场模型, 给出了模型求解的初始及边界条件, 简要介绍了模型的求解方法, 并结合工程实例, 得出结论。     

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。     

基于NeoAxis引擎的三维虚拟矿井仿真系统平台

设计并实现了一个基于NeoAixs引擎的三维虚拟矿井仿真系统平台,重点研究了平台的架构、功能结构及工作流程;平台具备资源编辑管理、三维模拟场景设计、矿井仿真系统设计、矿井安全培训系统设计等功能。实际应用表明:平台可以快速构建煤矿三维仿真矿井,并可以在仿真环境中嵌入事故模拟、培训、考评等功能,可用于三维数字化矿山,模拟培训、事故仿真、救援演练等领域。     

矿井通风网络三维仿真模型

针对大型矿山巷道众多、通风状况复杂、多变的特点,采用了一系列新的思路和算法,包括空间三维实体和二维图形相互转换的算法、通风网络解算算法,解决了矿井通风网络三维仿真图形的创建、自动标注以及矿井通风自动解算等问题,建立了通风网络三维图形变换和三维实体生成模型,仿真数据模型以及通风网络解算数据模型三大模型,实现了矿井通风网络三维仿真和风网解算的高度智能化与自动化,为矿山通风网络三维仿真系统的建设奠定了理论基础,为矿山的安全生产提供了技术保障。     

Apriori算法在预测矿井火灾事故中的应用

矿井火灾一直是制约煤矿安全开采的重大安全因素,为适应现代社会发展信息化的要求,对矿井火灾事故的预测将会成为煤矿安全工作的发展方向。针对目前国内矿井火灾现状,提出了有别于之前的矿井火灾预测预警方法,利用数据挖掘中的Apriori经典关联算法与矿井火灾发生机理相结合,通过数据挖掘,找出各导致矿井火灾的安全因素的潜在关联,分析了发生矿井火灾的可能性,提早防治。     

煤矿安全生产火灾事故风险管理体系应用研究

针对南方煤矿安全生产火灾风险管理评估的问题,选取东林矿火灾事故（煤层自燃倾向性等级均为Ⅱ类）为分析对象。列出了矿井火灾事故风险目录并采集煤矿火灾事故风险信息;建立了矿井火灾事故人、机、环、管耦合的事故模拟情景,计算矿井火灾事故风险损害后果和风险可能性,绘制矿井火灾事故风险矩阵图,得出事故风险等级值;根据矿井火灾事故风险评估的结果,形成动态事故风险监测机制,提出火灾事故风险的管理标准、技术措施、管理措施和应急准备。     

基于三维仿真的矿井巷道模型的构建与应用

为了构建矿井巷道三维模型,基于对AutoCAD的二次开发技术,应用导线点逼近中心线加载断面的理论,采用煤矿工程平面图交互式采集的方法,研究了三维巷道模型自动生成算法;然后对节点及转弯处进行平滑处理,以风流、构筑物等判断了通风模型的合理性并加以应用。研究结果表明:利用中心线加载断面的方法建模,加载不同的断面,并进行节点和伪节点采集,最后生成巷道立体图,对巷道形状和走势的表达更加立体和清晰;此建模方法在平煤六矿加以运用,生成完整的三维矿井巷道模型图,以风流流向及构筑物和巷道间的拓扑关系判别使通风模型更加完整。     

矿井平巷木材火灾烟流滚退理论分析与实验研究

为了研究矿井火灾产生的滚退烟流的危害,理论分析了矿井火灾后烟流发生滚退的条件及滚退特征,进行了真实巷道木材火灾实验。从烟流滚退滞止点的压力平衡和最小经验进风风速两个角度进行了烟流滚退的条件判别;基于环境流体力学、传热学和前人研究成果对滚退烟流的滚退特征数学模型进行了探讨和分析;并进行了真实矿井木材火灾实验,对相关实验数据和实验现象、烟流滚退特征数学模型进行了相互对比、分析和验证。结果表明,滚退烟流的特征参数数学模型和实验数据、实验现象吻合较好。     

基于三维数值模拟及矿井瞬变电磁法的导水构造探测研究

导水构造隐秘性较强,是煤矿水害事故中的重大隐患,导水构造的有效探测对预防煤矿突水意义重大。基于目标层段煤系岩层地电特征及前期三维地震探测成果,建立了导水构造三维地质模型,运用Maxwell软件进行三维数值模拟以揭示区域导水构造的电磁响应特征;利用矿井瞬变电磁方法进行了掘进巷道左侧帮及巷道掘进面方向的数据采集,通过对数据进行适应性处理、反演计算和综合解释,明确了巷道左侧帮及巷道掘进面前方SF32导水断层的空间位置。结果表明,SF32导水断层在距巷道左侧帮45~50 m处呈东西向展布,延伸至掘进面左前方40 m区域时出现了向北西方向的转向。最终通过钻孔验证了该导水断层的方位,修正了前期三维地震勘探所解释该断层的空间位置,证明了该方法的准确性和有效性。     

胶带运输巷火灾烟流和温度变化的数值模拟

胶带运输巷火灾发生后多采用烟雾和温度作为灾害预警关键传感参数,为解决巷道火灾烟雾及温度传感设备敷设位置、布置间距、报警阀值的设置需求,重点围绕胶带运输巷火灾烟流和温度变化的数值模拟应用进行详述,研究了FlowSimulation 软件原理、火灾烟气流动物理模型和基本假定、计算模型和参数的确定、模拟结果及分析等四项内容。根据矿山现场情况,完成三维建模、网格划分及边界参数设置等,进行巷道火灾烟气流动数值模拟,并且在不同影响因素下进行模拟,对模拟结果进行分析,总结出火灾烟气流动规律。通过对巷道火灾烟气流动数值模拟为感温光缆、火灾探测传感器安装间距及其位置提供参考依据。     

凝胶泡沫在煤矿火灾治理中的应用研究

为防治煤矿工作面采空区自燃火灾,提出了凝胶泡沫新技术,该技术泡沫易堆积能够解决采空区隐蔽火源、高位火源、巷道高冒火灾和采空区大范围的防灭火难题。通过在石槽村煤矿210603工作面的实际应用,工作面回撤通道及回风流内CO浓度由450×10^-6降低至10×10^-6以下,各个区域内CO浓度恢复正常且均未发生复燃现象,确保了工作面设备的安全回撤,为煤矿工作面采空区自燃火灾防治提供了新的技术手段。     

矿用履带式运输车在复杂开采条件下的应用

为了方便煤炭的运输,某矿使用了矿用履带式搬运车。履带运输车解决了轮式运输车在恶劣道路条件下不能行走的问题,这种履带车是一种新型的运输工具,其特点是体积小、转弯灵活、动力强大,可在不受场地限制的情况下轻松通过狭窄的地方,能有效解决山区、土壤、陡坡等恶劣条件下物料的运输问题,适合普通运输车辆无法通行的地方。介绍了矿用履带式搬运车的主要结构以及工作原理,并给出了实际应用中应注意的事项。     

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.     

无线传感技术在煤矿火灾自动报警系统中的应用研究

煤矿火灾自动报警系统延时问题一直是一个难题,提出基于无线传感技术的煤矿火灾自动报警系统,系统由多个模块构成,其中数据采集模块能够准确、可靠地对传感器的状态信息数字信号采集。无线传感网络模块用于系统通信和环境因素、感知对象的采集与检测,利用无线传感技术传送信息。自动报警模块由联动控制单元和火灾监测模块构成。数据处理模块主要结合神经网络和模糊控制对火灾判断进行辅助,解决延迟问题。通过模块中的硬件和软件,实现了联动控制、火灾报警等功能。对系统进行布设与测试,发现系统在点火后烟雾浓度较高时,仅需0.77 s进行延时和平均处理;系统的通信延迟时间很短,最短只有1.32 s的延迟。说明系统实用性较高,继续提升后可能投入应用。