礦井巷道火災(zāi)煙流數(shù)值模擬及安全區(qū)域劃分.pdf

1、火災(zāi)因其危害性大成為礦山主要災(zāi)害之一?；馂?zāi)產(chǎn)生的高溫有毒有害煙氣在井下狹長(zhǎng)受限空間內(nèi)流動(dòng)，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(duì)礦井火災(zāi)煙氣流動(dòng)的研究具有重要意義。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容是對(duì)礦井巷道火災(zāi)煙氣流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)井下巷道進(jìn)行安全區(qū)域劃分。首先，建立礦井巷道火災(zāi)風(fēng)流流動(dòng)連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、能量方程、組分方程。其次，對(duì)外因火災(zāi)和內(nèi)因火災(zāi)形成原因進(jìn)行了具體系統(tǒng)

2、地分析。再次，通過(guò)GAMBIT軟件建立相似物理模型后導(dǎo)入FLUENT軟件進(jìn)行井下巷道火災(zāi)煙氣流動(dòng)數(shù)值模擬，分別對(duì)巷內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后機(jī)械通風(fēng)和巷道風(fēng)流穩(wěn)定時(shí)發(fā)生火災(zāi)，這兩種情況進(jìn)行數(shù)值模擬。并選取了巷內(nèi)風(fēng)速、火災(zāi)規(guī)模兩個(gè)影響因素分組進(jìn)行模擬。最后，對(duì)火災(zāi)災(zāi)變時(shí)期巷道內(nèi)安全區(qū)域進(jìn)行劃分，并列舉了根據(jù)溫度和CO濃度對(duì)巷道安全等級(jí)區(qū)域劃分的實(shí)例。
　　研究結(jié)果表明：巷道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后機(jī)械通風(fēng)和巷道風(fēng)流穩(wěn)定時(shí)發(fā)生火災(zāi)兩種情況，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后，當(dāng)火

3、災(zāi)產(chǎn)生煙氣與排出煙氣量達(dá)到一定平衡后，巷道內(nèi)煙氣流動(dòng)均趨于穩(wěn)定流態(tài)；當(dāng)巷道內(nèi)風(fēng)速較小或火災(zāi)規(guī)模較大時(shí)，火災(zāi)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(huì)沿巷道頂板向火源上游流動(dòng)，對(duì)火源上游巷道有一定污染，并且對(duì)火源下游巷道污染嚴(yán)重；隨著巷道內(nèi)風(fēng)流的增大，排出煙氣的速率有所增大，逐步消除煙氣對(duì)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(zāi)規(guī)模的增大，巷道內(nèi)煙氣濃度和溫度增大，對(duì)火源下游巷道