矿井火灾救灾中风量远程调控技术及数值分析

为了研究救灾过程中风量远程调控技术及最佳的风量分配,运用通风学、流体动力学及燃烧学的相关理论,分析了火灾蔓延速度、烟流滚退及"蛙跳"现象对救灾过程风量调控的影响。结合矿井实况,分析了救灾系统启动前后的风网变化,计算了火区风阻和4种风门开度下的调节风阻,利用风网解算技术得出救灾过程中灭火撤人的最佳风量分配和风机的运行工况。提出了灾变过程中远程风量调节与控制方法,对救灾过程中烟流区和非烟流区的风量进行监测与实时显示,设计了开度可调的门体结构,开发了远程控制面板及程序。

某铁矿挂帮矿开采对地表拦洪坝的影响

由于挂帮矿位于某铁矿东区拦洪坝水库附近,地表不允许塌陷,需要保证地表拦洪坝的安全,因此采用嗣后充填采矿方法对其进行开采。通过有限差分法对其进行数值模拟,在挂帮矿一号矿体、二号矿体、三号矿体不同开采情况下,分析地表的变形以及拦洪坝附近监测点的沉降情况。模拟结果表明,在开采拦洪坝下方的挂帮矿三号矿体时,地表变形范围增大,拦洪坝附近监测点沉降值急剧增加,可能会使裂隙进一步扩大,甚至威胁到拦洪坝的安全,诱发泥石流等地质灾害,建议拦洪坝附近禁止一切开采活动,挂帮矿二号矿体开采应严格按照开采设计要求进行。

火灾时期矿井通风系统风阻飘移仿真模拟研究

针对矿井火灾时期矿井通风系统总风阻飘移(改变)的问题,建立矿井通风网络计算机仿真数值模型,编制计算机程序。火灾发生时,在火风压的动力作用下,矿井总风阻发生飘移,即上行风流火灾导致矿井通风机通风系统总风阻增大。当火灾高温烟流处在并联风路的一个分支时,风阻飘移量显著增大,当处在矿井通风主干风路时,风阻飘移量比较小。火灾时期矿井风阻发生飘移的原因是火灾动力对通风系统的干扰,并且是由于通风机处在与外部漏风分支相并联的位置上、火灾点处在某一支风路上而产生的。模拟试验结果表明:风阻飘移量随着火灾火势的增大而增大,通风机能力越大,风阻飘移量越小;提高通风机能力,有利于克服通风机通风系统总风阻飘移的问题;同时,处在并联支路上的上行风流火灾,风阻飘移量也与矿井本身总风阻大小有关,原始风阻越大,风阻飘移量越小。火灾火势与风阻飘移量变化的函数关系在文中给出。

矿井水灾害:原因·对策·出路

进入新世纪,煤炭行业经过十年黄金期高速发展,煤炭产量稳定在目前的45亿t左右。煤矿安全形势总体向好,事故由多发、频发甚至群发,重特大事故时有发生,到单发、偶发,特别重大事故得到有效遏制;矿井水灾害仍为我国煤矿的主要灾害类型,是仅次于瓦斯灾害的第二大杀手。分析表明,客观上开采环境复杂以及主观上重视不够,是事故发生的主要原因;井田水文地质条件勘查、隐患探查治理、突水征兆辨识等“三道关”失守,是事故发生的主要技术原因。相应提出了依规勘查查清条件、照章探放消除隐患、异常辨识及时撤人3项过“三道关”技术措施,规范了“查疑、设计、施工、评价”超前探放水工作流程,强调了勘查理论技术体系和防治水工作体系及其各环节的新进展以及智能精准感知辨识技术为“守关”的科技支撑作用。展望未来,深度学习、智能感知及升尺度方法等理论探索,“三维透明地质体”及其属性探测技术的突破,是解决地质体的随机性、流体的时变性和采矿的动态性的根本出路,可实现我国矿井水可防可控的终极目标。

火灾巷道烟流速度变化规律研究

以丁家梁煤矿采区进风系统为原型,按照流体相似原理,建立矿井巷道火灾模拟实验系统,根据能量守恒定律,进行火灾巷道烟流速度的实验测试、计算和分析,并利用GAMBIT软件对实验模型巷道进行网格划分,通过在FLUENT软件中设定火灾时期烟气流动的边界条件和初始条件,选用RNG k-ε两方程湍流模型、能量方程和SIMPLE算法对矿井巷道火灾烟流速度进行稳态数值模拟,得出火灾时期巷道烟流速度的变化规律。

矿井水防治学科基本架构及内涵

我国矿井水防治学科整体经历了20世纪的起步发展期和21世纪的成长成熟期2个大的发展历程,其基本架构及内涵已然成熟。按照系统论,拓展了矿井水广义内涵,规范了矿井水防治术语及科学范畴,提出了矿井水系统,即从水源补给到涌水排泄所涉及范围为边界且内部介质结构时变的高度复杂系统,水源输入和涌水输出齐备,采矿扰动激发而系统及时响应;构建了矿井水防治基本架构,即理论技术体系及技术管理体系等两大核心体系;理论技术体系涵盖理论基础、技术依托及工程支撑,致灾机理、条件评价、预测预报为理论基础,条件探查、预防治理、地质保障为技术依托,探水、防水、堵水、疏水、排水、截水、监水等七类为工程支撑;技术管理体系包括先进理念、总体思路和工作体系,按照“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”十六字总体思路,以源头预防区域治理井上下结合工程治理治保结合先进理念为引导,建设理念先进,基础扎实,勘探清楚,科技攻关,综合治理,效果评价及应急救援“七位一体”水害防治工作体系,实现减少矿井水影响、防止水害事故、减轻环境影响的总体目标。展望未来,水灾变物理机制,数据驱动的灾变规律,或者二者融合,是基础理论突破的重点方向,将带动技术及工程全面突围。

矿井火灾时期风流流动及通风系统变化的动态模拟

在前人的研究基础上，建立了矿井火灾时期风流流动的数学模型；提出了通风系统动态性的概念；用Ｃ语言编制了反映矿井火灾时期风流、烟流流动及通风系统结构变化的动态模拟程序。最后，给出了计算机运行实例。

大面积火区调压的仿真模型

以采场渗流与通风系统的管流进行一体化分析为出发点，建立的大面积火区调压仿真模型从数学上完整、准确地描述了大面积火区调压机理及过程。系统软件能对漏风源汇分布、调压值、调压次序、敏感点的调压潜力、火区下生产工作面是否需要升压等内容进行仿真。

白坪煤业综放工作面火区密闭启封技术应用

结合白坪煤业14204工作面自燃火区及密闭施工实际情况,在进行专项安全风险辨识评估的基础上,利用东部采区现有通风系统,通过局部通风机压风、通风设施构筑等方式,对14204胶带顺槽的8道密闭进行启封,密闭启封期间,巷道内气体浓度、温度均稳定在可控范围。

上行风流火灾旁侧支路风流逆转条件分析

采用一维非稳态运动方程对上行风流火灾旁侧支路风流逆转的发生条件及影响因素进行了分析；指出了布德雷克（静态分析）法的局限之处，即没有正确认识到巷道长度及初始风速对风流逆转的影响；进一步阐明了导致这种局限的原因是由于忽略了风流的惯性．

基于遗传算法的矿井火灾时期风流优化控制

应用遗传算法对矿井火灾时期的风流定量优化控制问题进行求解，克服了传统的通风网络优化控制算法的某些局限性，介绍了ＧＡ参数优选的方法．实验表明：ＧＡ能以很大的概率找到所求问题的全局最优解．

矿井水资源化相关生态环境灾害响应

运用实时观测试验、数值模拟和数值试验的方法,开展对矿井水资源化条件下的生态环境负效应问题的研究,能够避免煤矿区水资源二次流失、保证经济-环境协调可持续发展。通过研究矿井水资源化所诱发的生态环境灾害样式,进一步明确表象与本质的关系,阐述灾害样式与样式发生的时空尺度的关系和矿井水资源化极限值及其衡量标志。

基于数值模拟的矿井火灾疏散路径选取研究

针对矿井火灾中人员疏散比较困难的问题,本文通过对某矿发生矿井火灾后的情景进行数值模拟,利用FDS软件分析巷道中烟气蔓延的情况、CO浓度的变化以及人员能见度的变化情况等对人员安全疏散的影响,模拟烟气动态的流动情况,从而在错综复杂的矿井巷道中选取可以安全疏散的有效路径,对于普通的通风状态无法安全疏散的情况,可以通过采用反风的方式来阻挡烟气对于可疏散路径的影响,确保人员的安全疏散。

矿井火灾时期的风流远程控制系统

控制风流是矿井火灾时期救灾的最有效手段之一。笔者研究并提供了两种风流远程控制系统 :一种以压气作为动力源 ,利用矿井环境监测系统传输控制命令 ,通过电磁阀控制气缸实施对井下风门的远程控制 ;另一种以电力为动力源 ,利用井下电话线传输控制命令 ,通过对电机开关的控制 ,实现对风门开启的远程控制。值得推荐并具有创新性的技术是这两种控风系统的风门控制器 ,均用单片机开发 ,具有智能分析功能、远程控制和自动检测、监测特点 ,既可进行远程手动控制 ,又可实现程序控制。这两种风门远程控制系统已在兖州南屯、枣庄柴里等煤矿应用并获得成功 。

矿井火灾通风动态模拟并行计算及其可视化

本文描述了对矿井火灾的发展过程进行数学模拟的软件系统，本系统充分利用了计算机网络和可视化技术，对模拟计算过程进行了并行化设计及可视化表达，在运算速度、精度、可操作性等方面比同类研究有了很大的提高。

矿井火灾时期避灾路线的确定及其应用程序

针对现有矿井火灾时期避灾路线求解软件存在的不足 ,提出了通过判定有烟巷道、判定安全地点、计算最短路线、自动选择避灾安全地点和求解避灾路线的方法 ,并采用Visu alC +

矿井火灾时期风流紊乱规律及风流控制的计算机模拟研究

矿井火灾是矿井重大灾害之一。井下发生火灾,可以烧毁大量的煤炭资源和设备,也可以伤害工作人员;特别是火烟的热力作用造成通风系统风流紊乱,对于复杂的通风系统若单凭人的主观来判断风流流动规律往往会发生错误,给矿井带来更大灾难。由于受到目前实验条件的限制。

矿井火灾初期自动风流控制系统的研究及应用

矿井火灾是矿井重大灾害之一 ,火灾时期的风流状态控制是处理火灾最重要的任务之一 ,利用定性和定量综合分析法结合火灾特性区间法可为井下工人的安全撤退及火灾处理提供了合适的控风方案 ;文章还介绍了自动防火风门和自动喷淋系统。

矿井火灾通风的模拟计算

在各种矿井灾害中,井下外因火灾发展速度快,波及范围广,救援与控制十分复杂。井下火情不明使救灾指挥人员难以作出判断,而情况紧急也使指挥员无法对救援方案进行周全的考虑。在这种情况下,实现对灾情的科学分析及救灾中的计算机辅助决策即成了通风安全科研的重大课题之一。CFIRE 软件系统的发展近年来,随着计算机技术的发展。

矿井火灾时期风流控制系统的研究

把矿井通风安全静态参数输入计算机，形成救灾指挥专家经验的知识库，根据火灾发生具体地点．结合火灾时期矿井风流状态对全矿风流进行系统模拟，得出正确救灾方法、手段及注意事项，帮助现场指挥人员救灾。