復(fù)雜礦井火災(zāi)煙氣蔓延三維仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-29 19:28
為研究災(zāi)變發(fā)生對礦井的影響,以通風(fēng)系統(tǒng)三維仿真模型作為平臺(tái),基于通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算模型和煙流蔓延參數(shù)模型,分析了風(fēng)速、風(fēng)向、火災(zāi)溫度和煙流濃度的動(dòng)態(tài)變化,實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)時(shí)期風(fēng)流運(yùn)動(dòng)、火災(zāi)蔓延時(shí)的煙流濃度分布的動(dòng)態(tài)模擬,并將其在三維平臺(tái)上展示出來。并以國內(nèi)某復(fù)雜礦井為例,探究火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙氣蔓延情況。研究結(jié)果表明,選取復(fù)雜礦井為例進(jìn)行建模及火災(zāi)點(diǎn)設(shè)置,模擬了煙流的影響范圍和到達(dá)時(shí)間,驗(yàn)證了三維平臺(tái)的可靠性;通過模擬得到,上行通風(fēng)火災(zāi)風(fēng)流紊亂會(huì)造成旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn),而且相鄰采面經(jīng)歷了風(fēng)量逐漸減小、停止和反向的變化,煙流會(huì)通過2條回風(fēng)巷道排出,污染多條回風(fēng)巷道。
【文章來源】:能源與環(huán)保. 2020,42(08)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
三維仿真平臺(tái)模型
為了便于分析工作面的回風(fēng)路線,將研究對象的2個(gè)采面回風(fēng)路線圖在立體圖中先表示出來,22310和22240兩個(gè)采煤工作面回風(fēng)路線如圖3所示,進(jìn)風(fēng)井為北二副井,回風(fēng)井為北二風(fēng)井。2個(gè)采煤工作面經(jīng)同一進(jìn)風(fēng)井進(jìn)風(fēng)后回到同一回風(fēng)井,在采面回風(fēng)巷道處存在旁側(cè)支路。22310采面回風(fēng)路線:地面→進(jìn)風(fēng)井→副井以南至底車場繞道→戊二軌道上山底車場→戊二軌道上山→戊二膠帶上山→22310運(yùn)輸巷出煤道至32010回風(fēng)巷巖石小川→22310運(yùn)輸巷→22310采面→22310回風(fēng)巷→戊二東;亍仫L(fēng)井井筒→風(fēng)井風(fēng)硐→風(fēng)井主通風(fēng)機(jī)→地面;22240的回風(fēng)路線:地面→進(jìn)風(fēng)井→副井以北至三水平丁二行人巷下口→丁二軌道上山→丁二底車場充電硐室→丁二軌道下山→22240機(jī)車場→22240運(yùn)輸巷→22240工作面→22240回風(fēng)巷→丁二專用回風(fēng)巷→丁組總回風(fēng)巷→回風(fēng)井井筒→風(fēng)井風(fēng)硐→風(fēng)井主通風(fēng)機(jī)→地面。圖3 采煤工作面回風(fēng)路線
圖2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)三維模型在進(jìn)行火災(zāi)模擬前,通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為540 r/min,22310和22240掘進(jìn)面的工作風(fēng)量分別為32.7、31.4 m3/s,總阻力為5 092 Pa,通風(fēng)機(jī)風(fēng)阻和系統(tǒng)總風(fēng)阻均為0.37 N·s2/m8。為研究火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙流的蔓延狀況,設(shè)在22310采面進(jìn)風(fēng)端頭處發(fā)生火災(zāi),此為上行通風(fēng)火災(zāi);馂(zāi)發(fā)生后,經(jīng)歷1 700 s后可燃物燃盡,分為初期階段、高峰煙流蔓延階段和后期階段。燃燒高峰時(shí)段為690~1 200 s,此時(shí)煙流蔓延速度較快;鹪慈紵龔(qiáng)度按巷道全斷面單位長度上的溫度給出,除了火源點(diǎn)以外,火源強(qiáng)度,火源局部阻力系數(shù)最大值為0.14,且與溫度成正比。模擬給出不同時(shí)刻礦井火災(zāi)煙流濃度分布的動(dòng)態(tài)畫面,如圖4所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]礦井火災(zāi)逃生路徑規(guī)劃及其三維仿真研究[J]. 劉笑笑,汪云甲,畢京學(xué),徐亮. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
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[3]巷道內(nèi)傳質(zhì)對通風(fēng)阻力的影響[J]. 李孔清,鄒聲華,張坻. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
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[5]礦井火災(zāi)的場量模型構(gòu)建及其可視化仿真[J]. 李翠平,曹志國,鐘媛. 煤炭學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]上行風(fēng)流火災(zāi)3D礦井通風(fēng)系統(tǒng)災(zāi)變過程仿真[J]. 李宗翔,王雅迪,李林. 煤炭學(xué)報(bào). 2015(01)
[7]礦井火災(zāi)巷道通風(fēng)熱阻力計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李宗翔,王雙勇,賈進(jìn)章. 煤炭學(xué)報(bào). 2013(12)
[8]礦井平巷木材火災(zāi)煙流滾退理論分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 焦宇,周心權(quán),康與濤. 煤炭學(xué)報(bào). 2010(12)
[9]礦井巷道火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)模擬研究[J]. 褚燕燕,蔣仲安. 礦業(yè)安全與環(huán)保. 2007(05)
[10]豎井內(nèi)火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)過程模擬實(shí)驗(yàn)研究[J]. 朱杰,霍然,付永勝. 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(05)
本文編號:3257023
【文章來源】:能源與環(huán)保. 2020,42(08)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
三維仿真平臺(tái)模型
為了便于分析工作面的回風(fēng)路線,將研究對象的2個(gè)采面回風(fēng)路線圖在立體圖中先表示出來,22310和22240兩個(gè)采煤工作面回風(fēng)路線如圖3所示,進(jìn)風(fēng)井為北二副井,回風(fēng)井為北二風(fēng)井。2個(gè)采煤工作面經(jīng)同一進(jìn)風(fēng)井進(jìn)風(fēng)后回到同一回風(fēng)井,在采面回風(fēng)巷道處存在旁側(cè)支路。22310采面回風(fēng)路線:地面→進(jìn)風(fēng)井→副井以南至底車場繞道→戊二軌道上山底車場→戊二軌道上山→戊二膠帶上山→22310運(yùn)輸巷出煤道至32010回風(fēng)巷巖石小川→22310運(yùn)輸巷→22310采面→22310回風(fēng)巷→戊二東;亍仫L(fēng)井井筒→風(fēng)井風(fēng)硐→風(fēng)井主通風(fēng)機(jī)→地面;22240的回風(fēng)路線:地面→進(jìn)風(fēng)井→副井以北至三水平丁二行人巷下口→丁二軌道上山→丁二底車場充電硐室→丁二軌道下山→22240機(jī)車場→22240運(yùn)輸巷→22240工作面→22240回風(fēng)巷→丁二專用回風(fēng)巷→丁組總回風(fēng)巷→回風(fēng)井井筒→風(fēng)井風(fēng)硐→風(fēng)井主通風(fēng)機(jī)→地面。圖3 采煤工作面回風(fēng)路線
圖2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)三維模型在進(jìn)行火災(zāi)模擬前,通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為540 r/min,22310和22240掘進(jìn)面的工作風(fēng)量分別為32.7、31.4 m3/s,總阻力為5 092 Pa,通風(fēng)機(jī)風(fēng)阻和系統(tǒng)總風(fēng)阻均為0.37 N·s2/m8。為研究火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙流的蔓延狀況,設(shè)在22310采面進(jìn)風(fēng)端頭處發(fā)生火災(zāi),此為上行通風(fēng)火災(zāi);馂(zāi)發(fā)生后,經(jīng)歷1 700 s后可燃物燃盡,分為初期階段、高峰煙流蔓延階段和后期階段。燃燒高峰時(shí)段為690~1 200 s,此時(shí)煙流蔓延速度較快;鹪慈紵龔(qiáng)度按巷道全斷面單位長度上的溫度給出,除了火源點(diǎn)以外,火源強(qiáng)度,火源局部阻力系數(shù)最大值為0.14,且與溫度成正比。模擬給出不同時(shí)刻礦井火災(zāi)煙流濃度分布的動(dòng)態(tài)畫面,如圖4所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]礦井火災(zāi)逃生路徑規(guī)劃及其三維仿真研究[J]. 劉笑笑,汪云甲,畢京學(xué),徐亮. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(10)
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[3]巷道內(nèi)傳質(zhì)對通風(fēng)阻力的影響[J]. 李孔清,鄒聲華,張坻. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]基于有源風(fēng)網(wǎng)的瓦斯突出3D礦井災(zāi)變通風(fēng)仿真[J]. 李宗翔,王雅迪,高光超. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(08)
[5]礦井火災(zāi)的場量模型構(gòu)建及其可視化仿真[J]. 李翠平,曹志國,鐘媛. 煤炭學(xué)報(bào). 2015(04)
[6]上行風(fēng)流火災(zāi)3D礦井通風(fēng)系統(tǒng)災(zāi)變過程仿真[J]. 李宗翔,王雅迪,李林. 煤炭學(xué)報(bào). 2015(01)
[7]礦井火災(zāi)巷道通風(fēng)熱阻力計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李宗翔,王雙勇,賈進(jìn)章. 煤炭學(xué)報(bào). 2013(12)
[8]礦井平巷木材火災(zāi)煙流滾退理論分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 焦宇,周心權(quán),康與濤. 煤炭學(xué)報(bào). 2010(12)
[9]礦井巷道火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)模擬研究[J]. 褚燕燕,蔣仲安. 礦業(yè)安全與環(huán)保. 2007(05)
[10]豎井內(nèi)火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)過程模擬實(shí)驗(yàn)研究[J]. 朱杰,霍然,付永勝. 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(05)
本文編號:3257023
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