煤矿井下胶带火灾烟气流动及分布规律研究

发布时间：2020-11-05 11:49

　　 多煤少油缺气的能源格局,使得煤炭资源在我国能源消费结构中占据着重要地位,并且在短期内不会发生变化。如此巨大的煤炭产量,使得煤矿都大量使用胶带输送机。胶带输送机作为煤炭运输系统的枢纽,一旦发生火灾事故,不仅火灾发展速度要快于其他类型火灾,而且胶带燃烧产生的有害烟气严重威胁着井下工人的生命安全。基于煤矿在火灾安全体系研究方面的迫切需要,就相关火灾问题进行基础应用研究,对矿井巷道火灾的预防、火灾损失的减少、人员生命安全的保障、煤炭资源的安全生产等方面具有重要意义。本文在对前人的研究成果进行分析和总结的基础上,采用全尺寸模型实验和FLUENT数值模型进行数值模拟相结合的方法,对运输巷道内发生胶带火灾时所产生的烟气的温度和CO浓度的分布规律开展研究。得到主要结论如下:(1)基于全尺寸胶带火灾实验,巷道上层空间区域温度要高于下层空间区域温度,距离火源较远区域的升温过程要明显滞后于距离火源较近区域的升温过程;同水平巷道中轴线处烟气温度要低于巷道两腰处烟气温度,而且巷道上层空间区域烟气层温度也要明显高于下层空间区域烟气层温度;(2)根据实验结果分析得到胶带火灾时期巷道内CO浓度的竖向和纵向扩散规律,并且将CO的扩散规律概括为缓慢增长、快速增长和衰减三个阶段;(3)将全尺寸实验结果和数值模拟结果进行误差分析,验证了采用FLUENT软件进行巷道胶带火灾烟气流动过程模拟的可行性与合理性,在此基础上,将所建立的数值模型对巷道胶带火灾进行预测研究;(4)对巷道通风速度为0.4m/s、0.8m/s、1.2m/s、1.6m/s以及2.0m/s条件下胶带火灾烟气的蔓延情况分别进行数值模拟研究,结果表明,当风速低于1.2m/s时,巷道内会发生明显的烟气逆流现象,随着巷道风速的提高,能够抑制逆流现象的发生;(5)随着巷道风速的提高,巷道内温度会逐渐降低,并且火源附近区域的温度降低的梯度要大于火源较远区域的温度降低梯度;(6)靠近火源区域的CO浓度要高于远离火源区域的CO浓度,而且靠近火源区域CO浓度随风速增加所下降的梯度要大于远离火源部分CO浓度下降的梯度。
【学位单位】：华北科技学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD752
【部分图文】：

技术路线图

胶带燃烧示意图

图 2-2 聚合物燃烧过程Figure 2-2 Combustion process of polymer胶带火灾的基本发展过程 ( Basic Combustion Processeyor Belt Fire)
【参考文献】

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本文编号：2871598