复杂矿井火灾烟气蔓延三维仿真研究

发布时间：2021-06-29 19:28

　　为研究灾变发生对矿井的影响,以通风系统三维仿真模型作为平台,基于通风网络解算模型和烟流蔓延参数模型,分析了风速、风向、火灾温度和烟流浓度的动态变化,实现对火灾时期风流运动、火灾蔓延时的烟流浓度分布的动态模拟,并将其在三维平台上展示出来。并以国内某复杂矿井为例,探究火灾发生时烟气蔓延情况。研究结果表明,选取复杂矿井为例进行建模及火灾点设置,模拟了烟流的影响范围和到达时间,验证了三维平台的可靠性;通过模拟得到,上行通风火灾风流紊乱会造成旁侧支路风流逆转,而且相邻采面经历了风量逐渐减小、停止和反向的变化,烟流会通过2条回风巷道排出,污染多条回风巷道。 

【文章来源】：能源与环保. 2020,42(08)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

三维仿真平台模型

为了便于分析工作面的回风路线,将研究对象的2个采面回风路线图在立体图中先表示出来,22310和22240两个采煤工作面回风路线如图3所示,进风井为北二副井,回风井为北二风井。2个采煤工作面经同一进风井进风后回到同一回风井,在采面回风巷道处存在旁侧支路。22310采面回风路线:地面→进风井→副井以南至底车场绕道→戊二轨道上山底车场→戊二轨道上山→戊二胶带上山→22310运输巷出煤道至32010回风巷岩石小川→22310运输巷→22310采面→22310回风巷→戊二东专回→回风井井筒→风井风硐→风井主通风机→地面;22240的回风路线:地面→进风井→副井以北至三水平丁二行人巷下口→丁二轨道上山→丁二底车场充电硐室→丁二轨道下山→22240机车场→22240运输巷→22240工作面→22240回风巷→丁二专用回风巷→丁组总回风巷→回风井井筒→风井风硐→风井主通风机→地面。图3 采煤工作面回风路线

图2 矿井通风系统三维模型在进行火灾模拟前,通风机转速为540 r/min,22310和22240掘进面的工作风量分别为32.7、31.4 m3/s,总阻力为5 092 Pa,通风机风阻和系统总风阻均为0.37 N·s2/m8。为研究火灾发生时烟流的蔓延状况,设在22310采面进风端头处发生火灾,此为上行通风火灾。火灾发生后,经历1 700 s后可燃物燃尽,分为初期阶段、高峰烟流蔓延阶段和后期阶段。燃烧高峰时段为690～1 200 s,此时烟流蔓延速度较快。火源燃烧强度按巷道全断面单位长度上的温度给出,除了火源点以外,火源强度,火源局部阻力系数最大值为0.14,且与温度成正比。模拟给出不同时刻矿井火灾烟流浓度分布的动态画面,如图4所示。

【参考文献】：
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本文编号：3257023