礦井火災(zāi)已成為礦山安全生產(chǎn)過程中重點(diǎn)關(guān)注的問題之一,尤其高原地區(qū)受制于復(fù)雜的環(huán)境因素,火災(zāi)時期的搶險救災(zāi)成為難題,因此研究海拔高度對火災(zāi)煙氣傳播規(guī)律的影響具有重要的實踐意義。采用火災(zāi)數(shù)值模擬軟件FDS,對5種不同海拔高度（0,1 000,2 000,3 000,4 000 m）下礦井巷道火災(zāi)進(jìn)行動態(tài)模擬,通過觀察煙氣擴(kuò)散和動態(tài)升溫過程,分析不同海拔高度下煙氣擴(kuò)散和溫度分布規(guī)律,并對比不同海拔高度下礦井巷道內(nèi)溫度、煙氣行為（CO濃度）和能見度等參數(shù)的變化情況,據(jù)此分析海拔高度對礦井火災(zāi)時期人員安全疏散的影響。結(jié)果表明:火災(zāi)煙氣蔓延速率隨著海拔高度的增加而減小,且高海拔地區(qū)減小幅度更大;隨著海拔高度的增加,火災(zāi)蔓延過程中產(chǎn)生的頂峰溫度和CO濃度值均減小,且能見度增強(qiáng),對人體產(chǎn)生的危害也相應(yīng)減小�？傮w來說,當(dāng)海拔相對較高的礦井發(fā)生火災(zāi)時,相較于正常海拔地區(qū),安全疏散時間延長,安全疏散距離縮短,更有利于人員逃生。 

【文章來源】：黃金科學(xué)技術(shù). 2020,28(02)CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

礦井火災(zāi)模型

圖2為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)時（200～300 s）不同海拔高度下人眼特征高度處（z=1.6 m）溫度（Tx-Ta）縱向分布曲線圖，其中0～4 000 m表示海拔高度。從圖中可以看到，火源下游10 m范圍內(nèi)，溫度和溫升速率均隨海拔的升高而下降；隨著煙氣與冷空氣的混合，人眼特征高度處溫度沿隧道縱向呈現(xiàn)下降趨勢，并且海拔越低，煙溫下降速度越快、下降時間越早；從圖中虛線框內(nèi)可明顯看到，高海拔隧道內(nèi)頂峰溫度低于普通海拔隧道，且各海拔高度頂峰溫度下降溫差隨海拔的增加而逐級增大。對上述現(xiàn)象的原因分析如下：當(dāng)海拔升高時，空氣中氧含量下降，導(dǎo)致氧氣供應(yīng)不足以支持燃料的完全燃燒；同時高海拔地區(qū)環(huán)境溫度低，氣壓小，空氣密度相應(yīng)減小，導(dǎo)致空氣夾帶系數(shù)較小，因此，高原環(huán)境在冷卻火災(zāi)的同時削弱空氣熱對流，導(dǎo)致高海拔隧道內(nèi)煙氣流動速率小于低海拔隧道，此結(jié)論與其他學(xué)者的研究[5,11-14]發(fā)現(xiàn)相契合。此外，按照Li等[7]和于春雨等[8]的理論，在火災(zāi)發(fā)展過程中，火源熱釋放速率隨海拔升高而下降，導(dǎo)致海拔升高時，溫度也相應(yīng)下降。

分析產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因如下：一是高海拔隧道中煙氣流動速率小于正常海拔隧道；二是由于高海拔地區(qū)大氣壓力和空氣密度較低，導(dǎo)致同一風(fēng)速對不同海拔隧道火災(zāi)中煙氣的影響力度不同。對于較高海拔，隧道內(nèi)火焰傾角較大，4 000 m海拔下此現(xiàn)象最明顯，火焰在火源下游較大范圍內(nèi)與底板平行，出現(xiàn)火焰平鋪于頂板上方的現(xiàn)象。而對于低海拔隧道火災(zāi)，火焰尖端離火源位置較近，即風(fēng)對火災(zāi)的影響力度較小。因此，隧道內(nèi)臨界通風(fēng)速度隨海拔升高而減小。2.2 CO濃度分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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