矿井通风计算机模拟系统的应用

目前使用的美国MTU(Mfire)程序是国内外先进的火灾模拟软件,因此将其引进并使其担任火灾模拟计算功能。为了形象显示井下风流和火灾模拟状况,研究开发出3D图形技术,该技术直接支持矿井通风系统平面图(或立体图),并能够动态显示井下风流和火灾模拟状况,从而为矿井的安全生产提供了可靠的保证。     

矿井巷道火灾烟流流动规律及有效控制方案研究

矿井巷道火灾发生时,以三维矿井仿真平台为基础,构建矿井通风三维模型。结合火灾风流温度、浓度、火风压3种模型,对火灾风流的动态蔓延过程及原理进行研究。通过建立调控物理模型,利用Pyrosim软件对调控方案进行模拟,并利用小尺寸通风系统开展实验,验证调控方案的可行性。结合内蒙古巴彦高勒煤矿三维通风系统模型,模拟火灾发生在不同位置时的烟气流动情况,并以主运输巷道烟气蔓延为例,对其烟流路径进行有效控制,使火灾烟气以最短时间排出矿井,尽量减少火灾带来的危害。     

钱家营煤矿火灾可视化抢险决策系统的设计与实现

钱家营煤矿可视化火灾抢险决策系统,是以矿井通风网络、矿井火灾理论和计算机图形学为基础,采用VB可视化编程,开发的矿井火灾动态发展过程的专家决策软件。利用该系统能够模拟井下火灾动态发展过程,迅速找到最佳救灾路线,决策救灾方案。     

计算机模拟在矿井火灾防治中的应用研究

伴随着计算机模拟技术的发展,其在矿井火灾模拟方面的应用也变得逐步广泛和深入。文章在论述矿井火灾模型的分类及矿井火灾模拟技术的发展历程的基础上,介绍了矿井火灾模拟的研究现状与应用情况,提出了其中存在的不足与改进方法,并对新一代模拟软件提出了新的应用方向,最后,提出了矿井火灾实时救灾体系的思想。     

火灾巷道烟流速度变化规律研究

以丁家梁煤矿采区进风系统为原型,按照流体相似原理,建立矿井巷道火灾模拟实验系统,根据能量守恒定律,进行火灾巷道烟流速度的实验测试、计算和分析,并利用GAMBIT软件对实验模型巷道进行网格划分,通过在FLUENT软件中设定火灾时期烟气流动的边界条件和初始条件,选用RNG k-ε两方程湍流模型、能量方程和SIMPLE算法对矿井巷道火灾烟流速度进行稳态数值模拟,得出火灾时期巷道烟流速度的变化规律。     

矿井火灾燃烧特性曲线的研究与应用

借鉴建筑火灾模拟中广泛使用的区域模拟模型,通过对其建立的火源燃烧特性计算模型进行修正,建立获得适合矿井火灾模拟的火源燃烧特性曲线.将应用固定热量输出模型的软件MFIRE和应用t²曲线模型的软件CFAST在实验矿井的应用结果进行比较分析,发现t²曲线模型更能符合实际情况,建立的特性曲线能够较真实地反映矿井火灾发生、发展和消亡各阶段的火源燃烧特性的变化.     

矿井火灾应急救援系统的数值模拟及应用研究

为了应对矿井主进风巷道火灾造成的灾难,研究进风巷胶带及电器电缆火灾发生后烟流在通风系统中的扩散运动,建立矿井火灾应急救援系统,通过预设多组可远程监控的风门,在两主进风巷联络巷之间设立常开风门,进回风巷联络巷之间设立闭锁风门;灾变时通过远程控制常开风门关闭,闭锁风门打开,阻止烟流进入采区人员集中的地点而将其导入回风巷.建立数学物理模型,利用火灾动态模拟软件FDS进行数值模拟,对比启动应急救援系统前后的火灾烟流运动路径变化;模拟点火源与线火源条件下,火灾蔓延、烟流运动及温度分布规律,以指导地面对井下烟流的监测与控制,证明应急救援系统的实用性和可行性。     

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。     

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。     

基于Pyrosim的风速对矿井火灾蔓延规律影响研究

为探究风速对矿井火灾蔓延规律的影响,提升矿井火灾的人员逃生率,采用Pyrosim火灾仿真模拟软件,仿照矿井巷道构建模型,按照矿井火灾的特点设置火源及反应类型,分别在风速为0.5 m/s、1 m/s、2 m/s、3 m/s、4m/s和5 m/s 6种工况下进行数值模拟。模拟结束后,对数值模拟的温度及烟雾浓度数据进行处理分析,并采用Tecplot数值模拟可视化分析软件对切片进行分析。得到3 m/s风速下各监测点稳定温度随监测点距火源距离的增大先快速降低后缓慢升高至稳定,温度的下降速度较其他工况快,且稳定温度在人的承受极限内;各工况下监测点稳定温度随距离的曲线拟合呈幂函数分布,且系数与风速呈二次函数关系;3 m/s风速下稳定烟雾浓度相比于其他工况的稳定烟雾浓度低。得出:3 m/s左右的风速最利于矿井火灾人员逃生,且最经济;矿井外因火灾稳定温度与火源距离和风速间的函数公式。     

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。     

矿井胶带机多点温度监测系统在石圪台煤矿的应用

为了提高矿井的自动化程度,保障矿井胶带机安全可靠的运行,避免由于胶带机引起的煤矿矿井火灾,提出矿井胶带机多点温度监测系统在石圪台煤矿的应用。分析矿井胶带机温度异常原因,从硬件和软件两方面入手,设计多点温度监测系统。实验结果表明:该系统能够有效监测矿井胶带机温度,在一定程度上避免因温度过高引起的矿井火灾。     

基于PyroSim的矿井电气火灾仿真模拟

为探明矿井电气火灾的报警时间及火灾蔓延规律,采用PyroSim火灾仿真软件,以掘进巷道为例,构建模型,设置6种情况的火源分别进行数值模拟,对数值模拟监测数据进行分析处理,研究发现:矿井电气火灾时感温探测器报警温度时间约在4 min,此时火灾已经发展到轰燃阶段,以20%的烟雾浓度为临界值,4 min左右巷道内各点都可以达到该临界值。矿井电气火灾时探测器报警时间过晚,不利于人员疏散及火灾扑救,需研发出更适合的火灾探测器。     

孤岛开采对矿井通风系统的影响性研究

针对某煤矿孤岛A工作面回采后孤岛面供风困难、向邻近采空区C的漏风量增加、矿井局部巷道阻力显著增大等问题,对矿井通风基础数据进行测定分析与模拟,建立可靠的风网解算模型;利用计算机网络模拟软件对孤岛A工作面回采后矿井通风系统进行模拟解算,根据解算结果制定孤岛A工作面回采后矿井通风系统优化方案。由此,对孤岛开采下的矿井通风系统通风困难及采空区火灾防治提供了技术指导。     

巷道烟流蔓延动态模拟技术的开发

 论文将地理信息系统（GIS）引入到矿井火灾烟流可视化动态模拟中。利用专业GIS控件MapObjects,结合Visual Basic编程语言,制定出优越的图形用户界面。将在ArcGIS系统下矢量化的矿井通风系统图形信息及其矿井火灾烟流动态模拟结果,通过数据库组织与管理予以结合,并在该图形用户界面上表达出来,为矿井灾变条件下的决策提供了更为方便、直观的依据。     

基于FDS的矿井胶带运输巷火灾数值模拟研究

为了研究矿井火灾蔓延规律的变化，以柳湾煤矿61122工作面为研究对象，借助FDS软件构建矿井运输巷火灾模型进行数值模拟研究。结果表明：当风速增加时，火灾烟气的逆流现象逐渐降低，火源附近的温度逐渐递减。     

基于Pyrosim和Pathfinder的采区避难硐室设置研究

为探明矿井采区巷道内火灾时人员应急疏散情况,给矿井采区巷道内避难硐室的合理设置提供参考。通过Pyrosim火灾仿真模拟软件和Pathfinder人员疏散仿真模拟软件对矿井采区仿照真实情况分别进行建模,在火灾模型中均匀设置11个高为1.6 m的烟雾监测器,在人员疏散模型中分别设置3种不同布置的避难硐室情景进行数值模拟。研究发现:3种情景下人员疏散所需时间分别为311 s、159 s、119 s;比较发生火灾时各烟雾监测点的TASET与3种情景下相同位置的TRSET,只有情景C中避难硐室的设置才能确保人员安全疏散。矿井采区内在主巷道需设置永久避难硐室,在进风巷道和回风巷道每间隔约100 m需设置临时避难硐室,在采煤工作面两端需设置移动救生舱,确保井下作业人员的安全逃生。     

矿井火灾救护模拟演练系统的研制

将矿山救护队的各项训练、培训内容与先进的计算机模拟技术、数据库技术和多媒体技术有机结合,建立了矿井外因火灾救护模拟演练系统。该系统不仅为救护队的日常训练提供了一种崭新的方式,而且能够切实提高训练水平和质量,增强队伍的战斗力,使队员顺利地完成抢险救灾任务,对矿井救灾避灾具有重要意义。     

多单元区域方法在矿井火灾模拟中的应用

由于矿井巷道的狭长性,直接应用区域模拟软件CFAST的模拟结果难以得到保证.根据多单元区域的思想,将一断面为3 m×3 m矿井巷道分成30个单元,将相邻空间竖直开口的上下缘距离地面的高度s1和s2分别假设为0,0.05,0.1 m和3,2.95,2.9 m.分析3种假设物理模型在不同火源功率下模拟结果的差异性,发现利用CFAST进行矿井火灾模拟时,相同火源功率下,3种模型的结果非常接近,说明将s1和s2设置为0和3 m的假设是可行的,进而证明CFAST在矿井巷道火灾模拟中的适用性.     

程潮铁矿区域反风数值模拟研究

矿井火灾是矿井重大灾害之一。由于受实验条件的限制,人们不可能对众多形式的通风系统进行足够的现场实验研究,采用FLUENT软件,以程潮铁矿东区东翼为例,对金属矿山井下的区域反风进行数值模拟,明确了反风的必要性,有针对性地解决了金属矿山井下反风问题,将对同类矿山火灾时期的应急提供了参考。