矿井火灾数值模拟与分析

文章利用FDS软件建立柳塔煤矿井下12煤通风系统巷道的三维模型;在矿井采空区域遗留矿柱设置火源,采用混合分率燃烧模型模拟火灾烟气蔓延过程;通过对FDS模拟结果进行分析,得到烟气温度、能见度等参数随时间的变化规律,确定火灾危险区域,为矿井实施反风及制定反风应急预案提供理论依据。     

矿井巷道火灾蔓延规律的数值模拟研究

为研究巷道火灾的蔓延规律,以实际巷道为基础,建立了尺寸为100 m×4 m×3 m的FDS模型,模拟火灾发生时巷道内烟气的运移规律、能见度及温度场的分布情况。结果表明:风速没有达到阻止烟气逆流的临界风速,在火灾发生后烟气很快向上风向逆流;烟气所到之处温度和能见度均远超人员存活的最低要求。     

矿井掘进巷道入口火灾的数值模拟研究

以2010年重庆石壕煤矿掘进巷入口壁挂电缆火灾为背景,基于FDS火灾仿真软件对掘进巷入口处火灾的温度、气体浓度进行数值模拟研究。结果表明,受火源热风压作用,高温烟气浮升使巷道温度呈"上高下低"、沿程迅速衰减的分布特征,在远离火源的掘进面,温度可降至约50℃。烟气来临会使测点的O_2浓度迅速下降(16%)、CO浓度迅速升高(0.14%),是主要致命因素,掘进面的遇险矿工合理使用自救器和压风、压水管路规避致灾因子,可维持生命、等待救援。     

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。     

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。     

火灾火源的数值模拟方法

本文采用Ｒｅｙｎｏｌｄｓ时均方程和ｋ－ε双方程组成的偏微分方程组来模拟火灾时期火源附近的速度场、温度场、浓度场的分布情况，讨论了二维偏微分方程组的求解方法步骤，并以实例说明了程序的应用。     

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。     

不同截面形状矿井巷道火灾数值模拟研究

为揭示不同截面形状巷道火灾时期温度等参数的变化规律,利用FDS软件就常见的矩形、梯形、拱形、圆形4种典型截面巷道建立模型,并在不同位置设置测点对火灾情况下烟气蔓延、能见度、压力、火灾温度及有毒有害气体浓度等的分布规律进行研究,模拟结果表明:不同截面形状巷道火灾时各参数变化有较大差异,其中矩形巷道能见度较低,压力较大,有毒有害气体浓度也较高。该研究对于合理评价不同矿井巷道火灾危险性、科学分析截面形状对巷道火灾的影响具有重要的理论与现实指导意义。     

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。     

井下巷道局部降温技术

介绍了平煤一矿三水平丁二回风下山热害现状及其成因、治理方案,以及巷道局部降温设备的选型与布置、降温效果等.该巷道高温掘进工作面采用布置ZJL-450型矿用局部制冷装置的方法来降温,取得了较好的效果.     

井下水平运输大巷贯通测量实践与分析

如何提高井下巷道贯通精度和质量,一直是测量工作者所关心的问题。简要介绍了鹤壁煤业公司六矿三水平运输大巷贯通测量方案及贯通误差预计、贯通实测资料精度分析情况。由于贯通测量方案合理可行,该巷道实现了高精度、高效率贯通,贯通精度完全满足规程要求,达到了预期效果。     

千米深井巷道变形原因分析

通过对张小楼千米深井主要开拓巷道变形破坏原因分析 ,提出了控制深部巷道变形的有效措施 ,即选择合理的支护形式 ,控制围岩流变 ;改善围岩力学性质 ,充分发挥围岩自稳能力 ;先“柔”后“刚” ,二次支护。     

钻头结构改造探讨

通过分析钻井法大钻机钻进情况的统计资料 ,结合钻孔灌注桩施工经验 ,提出了多种可改造的钻头型式 ,并分析其特点 ,期望提高现有大钻机性能 ,提高钻速 5 0 %～ 10 0 %。     

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。     

煤矿井下巷道贯通测量精度分析及技术方法

针对大型矿山巷道贯通工程,测量精度要求高,测量误差积累大等特点,为减小测量误差提高贯通精度,以大同煤矿集团晋华宫矿+870 m水平大巷贯通测量为例,讨论了建立地面专用控制网和提高井下导线测量精度的必要性和可行性;通过分析贯通后的测量数据,得出了影响巷道贯通精度的主要误差来源及削弱误差的方法,并就井下导线边2项投影改正误差对贯通精度的影响进行了探讨.得出地面、立井定向、井下导线测量3项误差对贯通总误差的影响比例为1:3:4.提出了加测陀螺定向边和采用三角架法观测是提高导线精度的一种有效方法,当2项投影改正误差大于贯通误差允许值的1/5时,必须进行2项改正,在+870 m水平巷道贯通中,这2项改正值总数达750 mm,因此必须加以改正.     

提升煤矿井下巷道贯通测量精度的实践分析

煤矿井下巷道贯通测量的质量对整个矿井生产的影响较大,全面提升煤矿井下巷道贯通测量精度较为关键。本文将郭庄煤矿井下贯通测量作为实际分析案例,对比选择了贯通测量方案,分析了本次矿山测量的精度要求,设计了地面、井下的平面控制、高层控制方案,计算得到贯通误差预计均小于设计精度,为现场贯通施工提供了依据。     

煤矿井下平巷拉车装置的研制

煤矿掘进生产期间,因条件限制时需采用矿车出矸的方式组织生产,传统情况下人力推车或平巷对拉绞车运输,需工种较多且劳动强度大,而采用风动钻机配合转轮、耙装机尾轮和钢丝绳组装成风动拉车装置。该装置以风动控速,操作简便,加工简易,造价低,既降低了劳动强度又大大提高了掘进出矸工效,为快速高效掘进奠定了坚实的基础。实际应用表明,采用风动拉车装置方案取得了良好的效果。