礦井巷道火災煙流數(shù)值模擬及安全區(qū)域劃分.pdf

1、火災因其危害性大成為礦山主要災害之一?；馂漠a(chǎn)生的高溫有毒有害煙氣在井下狹長受限空間內(nèi)流動，不僅損壞井下設(shè)備和影響正常生產(chǎn)，而且污染井下作業(yè)環(huán)境，威脅作業(yè)人員生命健康。因此，對礦井火災煙氣流動的研究具有重要意義。
　　本文主要研究內(nèi)容是對礦井巷道火災煙氣流動進行數(shù)值模擬分析，并在此基礎(chǔ)上對井下巷道進行安全區(qū)域劃分。首先，建立礦井巷道火災風流流動連續(xù)性方程、動量方程、能量方程、組分方程。其次，對外因火災和內(nèi)因火災形成原因進行了具體系統(tǒng)

2、地分析。再次，通過GAMBIT軟件建立相似物理模型后導入FLUENT軟件進行井下巷道火災煙氣流動數(shù)值模擬，分別對巷內(nèi)發(fā)生火災后機械通風和巷道風流穩(wěn)定時發(fā)生火災，這兩種情況進行數(shù)值模擬。并選取了巷內(nèi)風速、火災規(guī)模兩個影響因素分組進行模擬。最后，對火災災變時期巷道內(nèi)安全區(qū)域進行劃分，并列舉了根據(jù)溫度和CO濃度對巷道安全等級區(qū)域劃分的實例。
　　研究結(jié)果表明：巷道內(nèi)發(fā)生火災后機械通風和巷道風流穩(wěn)定時發(fā)生火災兩種情況，經(jīng)過較長時間后，當火

3、災產(chǎn)生煙氣與排出煙氣量達到一定平衡后，巷道內(nèi)煙氣流動均趨于穩(wěn)定流態(tài)；當巷道內(nèi)風速較小或火災規(guī)模較大時，火災產(chǎn)生的高溫有毒有害煙沖向頂板形成“蘑菇狀”，部分煙氣會沿巷道頂板向火源上游流動，對火源上游巷道有一定污染，并且對火源下游巷道污染嚴重；隨著巷道內(nèi)風流的增大，排出煙氣的速率有所增大，逐步消除煙氣對火源上游巷道的污染，煙氣濃度有所降低，巷道氣流的溫度也隨之降低，排煙的效果更好；隨著火災規(guī)模的增大，巷道內(nèi)煙氣濃度和溫度增大，對火源下游巷道