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矿井火灾灾变时期风流控制技术研究

作　者: 张睿
导　师: 程卫民
学　校: 山东科技大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 胶带巷火灾数值模拟救援疏散风流控制自动风门
分类号: TD754
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

矿井火灾是煤矿五大灾害之一,具有突发性、发展迅猛、灭火和救护困难大等特点。风流受到火灾动力的影响,极易发生紊乱,甚至造成整个矿井通风状况的改变。火灾发生后有毒有害气体的传播会对生产区域造成污染,极大的威胁到矿井工人的生命健康安全。通过矿井火灾风流控制系统的建立,利用自动风门等实现风流的远程控制,当发生火灾时使火灾烟气按照预定的控风方案通过专门的回风巷道排出,有效的阻止了火灾烟气影响范围的扩大化,使火灾的影响范围限定在损失最小的范围之内,并为人员的逃生避灾提供指导,对降低人员的伤亡率方面有着重大的现实意义。本文通过基于CFD计算流体力学的数值模拟方法对矿井火灾时期的风流流场、温度场、污染物组分分布场三个方面进行研究。在不影响火灾模拟的基础上,通过充分简化,运用Gambit软件对孔庄煤矿2号和5号胶带巷建立物理模型。在Fluent中,采用RNGκ-ε两方程湍流模型、P1辐射模型、能量方程、组分输运模型及Mixture多相流模型进行解算,分别得到了CO和烟气浓度、温度、风流速度在巷道纵向上的分布情况以及距火源点不同距离的横截面上的CO浓度的分布情况,为确定传感器在巷道中布置的位置提供了依据。通过非稳态模拟,建立了CO前锋扩散距离与时间的数学模型。在数值模拟的基础上,建立了孔庄煤矿胶带巷火灾时期风流控制系统,并对自动风门和传感器进行了阐述。通过井下工作人员的逃生实验,建立了孔庄煤矿人行巷道中人员的逃生速度模型,结合CO的扩散模型,讨论了人行巷道中避难救生舱的安装位置。最后,对2号和5号胶带巷风流控制系统中风门、传感器和警报器的安设位置、安设数量进行了详细说明。

矿井火灾灾变时期风流控制技术研究

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