Rules of variation in hydrogen during reignition of underground fire zones of spontaneous coal combustion

In light of the possibility of reignition when unsealing the closed fire zones, the occurrence of reignition was simulated by a home-made experimental device, hydrogen variety rule from combustion to unsealing was analyzed, the three-stage generation model of hydrogen during reignition in fire zone was put forward and the probability that hydrogen was taken as an indicator gas was discussed. The results show that: when fire zone is ready to unseal, which is filled with hydrogen at a high concentration, it is more prone to reignite.

Theoretical analysis and applications of Y-Inversion Ventilation System in a mine fire zone

Based on mine fire fighting practices at the 1110 working face of the Brapukuria Coal Mine,Bangladesh,we introduce and discuss the Y-Inversion Ventilation System,the latest technology used both in mine fire zone management and the unsealing process.This ventilation system can ensure that all miners breathed fresh air,providing protection for them during fire fighting and unsealing the fire zone.On the other hand,adjusting the amount of air at the working face and forming a CO leakage path controlled the state of the fire and as well ensured that the different fire extinguishing measures could be applied successfully.These are all fundamental techniques which ensured successful fire extinguishing and unsealing of the fire zone.We also analyzed the main reasons for the spontaneous coal combustion that occurred at the 1110 working face.Successful application of advanced composite polymer colloidal perfusion techniques,polymer foam MEA perfusion and fire-prevention technology by infusing nitrogen,used in mine fire zone management and unsealing,are presented.We value the experience with these techniques very highly and are of the opinion that these techniques could be widely used in mine fire fighting practices under similar spontaneous coal combustion conditions elsewhere.

Atmospheric disturbance on the gas explosion in closed fire zone

In order to avoid serious safety accidents caused by closed fire zone,based on the continuous monitoring of atmospheric pressure at different monitoring points in multiple mines,the atmospheric pressure fluctuation model and the air leakage model were established and analyzed.The change law with time of oxygen concentration and gas concentration in the fire zone were obtained due to atmospheric disturbances under the influence of different pressure difference,volume and size of fire area,wind resistance,gas emission,sealing moments,etc.so as to evaluate the explosion risk of a closed fire zone.Research showed that the mine atmosphere fluctuates with the atmosphere of ground,and the pressure difference between the inner and outer sides of the enclosed fire zone is affected by the periodic fluctuation of atmosphere,which has about 16-h cosine fluctuation and approximate 8-h fixed value.Compared with the fire zone with poor sealing quality,good sealing fire zone has better resistance to atmospheric disturbance.The reduction of oxygen concentration in the inner side of a well-sealed fire zone mainly depends on the dilution of methane,which is more likely to accumulate and rise rapidly.And the fire zone with poor sealing quality is easy to be interfered.The inner oxygen concentration and gas concentration are easily affected by the absolute gas emission and the air leakage in the fire zone.Fire zone with small wind resistance and small volume is especially obvious.At the initial stage of the closed fire zone it's very possible to happen explosion.The time duration of explosion danger varies under different conditions,and the atmospheric disturbance may lead to repeated explosions in some cases.It's suggested to take some methods to avoid explosions according to the real-time situation,closure time,oxygen concentration and gas concentration of fire zone.

Building fire zone model with symbolic mathematics

To apply the fire modelling for the fire engineer with symbolic mathematics,the key equations of a zone model were demonstrated. There were thirteen variables with nine constraints,so only four ordinary differential equations (ODEs) were required to solve. A typical fire modelling with two-room structure was studied. Accordingly,the source terms included in the ODEs were simplified and modelled,and the fourth Runge-Kutta method was used to solve the ordinary differential equations (ODEs) with symbolic mathematics. Then a zone model could be used with symbolic mathematics. It is proposed that symbolic mathematics is possible for use by fire engineer.

Evaluating the efficiency of the Dong model in determining fire vulnerability in Iran’s Zagros forests

Recent fires in Iran’s Zagros forests have inflicted heavy,extensive losses to the environment,forests,villages,and forest inhabitants,resulting in a huge financial loss to the country.With the increasing risk of fire and the resulting losses,it has become ever more necessary to design and develop efficient fire control and prediction procedures.The present study utilizes the Dong model to develop a map of areas vulnerable to fire in the Zarivar lake forests as a representative sample of Zagros forests.The model uses as its inputs some of the most significant factors(such as vegetation,physiographic features,and the human component)that affect the fire occurrence and spread.Having assigned weights to each factor based on the model,all maps were overlapped in the ArcMap and then the region was divided into five zones.The results showed that 74%of the region was located in three classes:highly vulnerable,vulnerable,and medially vulnerable.To validate the proposed zoning map it was compared with a map based on real data obtained from previous fires.The results showed that 81%of fire incidents were located in highly vulnerable,vulnerable and medially vulnerable zones.Furthermore,the findings indicated a medium to a high degree of fire vulnerability in Zarivar Lake forests.

不同草原防火政策下内蒙古草原火灾发生风险及其驱动因素的研究

草原火灾是草原生态系统中重要的干扰因子之一,不同时期的草原防火政策可能会导致草原火灾发生概率及驱动因素发生变化。本研究基于内蒙古1981~2020年草原火灾数据,以新旧《草原防火条例》实施时间(旧《草原防火条例》1993年10月5日颁布并实施,新《草原防火条例》2008年11月19日颁布并于2009年1月1日起实施)为界线,通过随机森林模型分4个时期(1981~2020年、1981~1993年、1994~2008年、2009~2020年)对内蒙古草原火灾发生概率与驱动因素进行比较与分析,并绘制草原火灾风险等级区划图。结果表明:(1)4个时期建模的全样本AUC在0.930~0.940之间,精度优异。(2)在不同时期,气象因素(日平均相对湿度、气温日较差等)始终是影响草原火灾的主导因素,海拔、距火点最近公路距离等因素也是内蒙古草原火灾发生的重要驱动因素;(3)1981~1993年和1981~2020年草原火灾风险区基本相似,中、高、极高草原火灾风险区主要集中在呼伦贝尔市大部分地区和兴安盟北部,1994~2008年中、高、极高草原火灾风险区主要集中在呼伦贝尔市,而2009~2020年中、高、极高草原火灾风险区主要集中在呼伦贝尔市西部、锡林郭勒盟北部、阿拉善盟东南部、乌海市和鄂尔多斯市东部。

内蒙古森林火灾发生风险及其驱动因素

森林火灾是危害森林健康的主要灾害之一,科学预测森林火灾是预防森林火灾的重要依据。以中国新旧森林火灾政策作为分界线,将内蒙古森林历史火灾数据分为四个阶段,基于增强回归树模型建立内蒙古森林火灾发生模型,预测森林火灾发生情况,解释不同时期森林火灾和火灾风险变化的差异。预测结果表明:(1)4个时期建模精度AUC均大于0.94,表明BRT模型能够较好地预测研究区森林火灾的发生;(2)气温日较差、日最小相对湿度、上一年春防累计降水量、上一年秋防累计降水量、上一年春防最高地表气温海拔、距火点最近公路距离被确定为影响内蒙古森林火灾发生的重要驱动因素。(3)新旧《森林防火条例》实施前后森林火灾风险等级变化:1981—1988年3月14日,中、高和极高森林火灾风险区分布在呼伦贝尔的东部,而2009—2020年中、高和极高森林火灾风险区分布在呼伦贝尔南部和中部、赤峰市的西南部、锡林郭勒盟和呼和浩特市的中部、乌兰察布市和包头市的南部以及鄂尔多斯市的东部。有助于了解不同时期《森林防火条例》影响下的内蒙古森林火灾的驱动因素和火险等级的变化,为优化森林火灾管理政策及预测预报工作提供科学依据。

水电工程主厂房防火防烟分区划分的探讨

鉴于《水电工程设计防火规范》修编过程中,对主厂房防火分区、防烟分区和疏散距离存在不同认识,本文从防火设计的基本理念出发,分析了水电工程的特殊性,同时采用性能化设计数模理论,确定了规范中防火分区、防烟分区面积,以及疏散通道长度的依据,探讨了水电工程的特点,为特殊工程防火设计规范编制提供参考。

野外-城市界域森林火险时空演变趋势及火险等级划分

野外-城市界域(WUI)人类活动密集,火灾风险极大,在该区域进行森林火险的合理性评价和时空演变趋势分析,对保护区域生态环境和社会经济可持续发展具有重要意义。以北京近郊九龙山林场为研究对象,基于相关火险驱动因子指标数据,运用层次分析法评估研究区2004、2009、2014、2019年森林火险指数,通过Theil-Sen Median趋势分析、全局莫兰指数和局部莫兰指数分析探究森林火险指数的变化趋势及空间聚集性,并基于历史火情数据和地理探测器模型验证火险区划的合理性和准确性。结果表明:(1)九龙山林场内火险指数整体的集聚特征变化较大,61.58%的区域火险指数不显著增加,5.62%的区域微显著增加,32.80%区域为不显著减少和微显著减少。(2)森林火险指数空间上呈正相关,森林火险高值聚集区域分布于东部低海拔地区,在研究时间段内面积减少4.89%,低值聚集区域分布于西部高海拔地区,面积减少2.19%。(3)森林火险区划结果显示,九龙山林场森林高火险区域面积占比最小,主要分布于研究区中部,由于人类活动的影响,高火险区覆盖范围扩大。(4)区划合理性验证结果显示,研究区森林火险等级空间分异性较好,与实际火点分布具有高度一致性。研究结果较好的反应了研究区森林火险时空格局变化,为九龙山林场进一步合理规划防火设施布局,加强火险管控力度,完善防火应急能力奠定数据基础,提示管理部门应加强防火宣传,以最大限度发挥九龙山的生态环境效益,保障林区周边人民生命财产安全。

凉山彝族自治州林火时空变化规律及火险区划研究

【目的】建立四川省凉山彝族自治州(简称凉山州)林火预测模型,为该地区林火防控和管理决策提供参考。【方法】基于凉山州2001-2015年MCD14DL的火灾数据集,采用核密度评估和空间自相关分析揭示火灾时空变化规律;选取多年平均气温、多年平均降水量、高程、坡度、坡向、植被类型、归一化植被指数、土地利用类型、人口密度、距最近道路距离等10个林火驱动因子,采用随机森林(RF)算法探究各林火驱动因子的影响程度并构建林火预测模型,利用受试者工作特征(ROC)曲线对模型精度进行评价,并完成对凉山州的火险区划。【结果】凉山州林火年际变化波动较大,月季变化显示林火集中发生在12月到次年5月,占全年火灾的96.86%;林火在空间上呈极显著集聚分布,中高和高核密度区域主要集中在德昌县、盐源县、会理县、西昌市、会东县和木里县,二者总面积占比为7.84%。RF模型结果表明,多年平均气温、多年平均降水量、人口密度、高程、归一化植被指数和坡度是林火发生的重要驱动因子,其中气象因子贡献最大;预测模型的ROC曲线下面积(AUC)值为0.873,约登指数为0.495,模型预测精度达到78.70%。依据RF模型,凉山州低风险火险区面积占比为72.61%,中、高风险火险区面积高达27.39%。【结论】凉山州中、高风险火险区域主要集中在南部和中部,少部分位于东北部,其中会理县、德昌县、宁南县、会东县、盐源县和西昌市是高风险林火频发区域,应重点关注这些区域,强化火灾防控措施与管控能力。

近距离煤层群联合开采火区“三位一体”治理技术

针对近距离煤层群开采期间的自然发火防治难题,以新维煤矿2110、3108工作面断层区域火点处置为例,通过实验研究与现场实践相结合的手段,开展隐蔽火点的探测与综合治理技术研究。3号煤层自然发火模拟实验结果表明:CO、C_(2)H_(4)体积分数与煤温呈二次函数关系,可用于煤层自然发火预测预报;氧气体积分数的降低可以有效抑制煤自燃氧化进程,氧气体积分数为7%时最为明显,因此将其设为3号煤层自然发火的临界氧气体积分数。通过自燃隐患分析结合钻孔探查划定了3110轨道巷以西长80 m、宽10 m的F9断层区域为自然发火隐患区域,并提出以注浆降温为先导,以注胶堵漏为核心,以注氮阻爆为手段的液-胶-气“三位一体”的火区治理思路,累计向隐患区域注浆180 t、注胶504 m^(3),2110工作面采空区注氮流量保持在810 m^(3)/h,实现了火区的有效治理,保障了2个工作面的顺利启封与安全回采。

基于MODIS时序数据的大兴安岭火烧迹地时空变化及其森林恢复研究

林火是对森林生态造成影响的最主要干扰因素之一,探究林火时空变化规律及森林恢复具有一定的社会学和生态学意义。大兴安岭拥有我国面积最大的原始林区,也是林火频繁发生的重点区域。本研究使用MODIS火烧迹地、土地覆盖以及总初级生产力(gross primary productivity,GPP)时间序列产品对大兴安岭2002—2021年火烧迹地分布信息进行提取,并对火后森林恢复情况进行统计。结果表明:2002—2021年间,大兴安岭森林地区火灾次数整体呈下降趋势,但火烧迹地面积呈现波动性变化,其中2003年无论是过火面积还是火灾频率都为最高,2008年次之,2019年过火面积最小;林火主要集中在春秋两季,3月过火面积和过火次数都为最高,9月的过火次数较高;同时林火在空间上由东北向西南呈不均匀分布,主要集中在黑龙江大兴安岭地区和内蒙古呼伦贝尔市,且内蒙古地区的林火面积远远大于黑龙江地区。对过火地区的林种分析可知,阔叶林的过火区域最大,其次是混交林,最后是针叶林。通过对过火区域的GPP时间序列分析得出,一般灾后第一年GPP数值恢复最快,但需要近7 a时间才能完全恢复到过火前的生长水平,且不同森林类型在灾后恢复速度存在明显差异,阔叶林地恢复速度较快,其次是针叶林,之后是混交林。了解林火的时空分布能够为布置和调整防火、灭火力量提供数据支撑,灾后森林的恢复研究可为森林重建和持续发展提供科学依据。

雷击森林火险区划模型及其在泰山林区的应用

应用地理信息系统(GIS)等平台对致灾因子、孕灾环境、承灾体暴露度和脆弱性4个方面15个指标进行计算和处理,采用层次分析法(AHP)确定各指标的权重指数,构建雷击森林火险区划模型,分析了雷击森林火险区划在泰山林区的分布。结果表明,泰山雷击森林火险区划高风险和较高风险区域主要集中在南天门林区、天烛峰林区西部、玉泉寺林区西南部、巴山林区东部、桃花源林区东部、竹林寺林区东北部、中天门林区北部及红门到中天门盘道区域;中等风险区域主要集中在虎山林区、巴山林区中南部、天烛峰林区中东部、竹林寺林区大部及桃花源林区西部,桃花峪林区东北部、樱桃园林区东部、中天门林区中西部和红门林区大部;灵岩林区大部、巴山林区西部、桃花峪管理区西南部为雷击森林火险较低或低风险区域。

商业综合体建筑防火设计浅析——以西安大悦城项目为例

文章在对商业综合体建筑特点进行分析之后,结合项目实例——西安大悦城,从商业建筑的功能使用需求出发,对该商业项目内部防火分区划分、中庭商业空间防火设计、下沉广场疏散使用及特殊部位防火措施做法等方面进行了研究,总结了商业综合体建筑中消防设计的一些方法和注意事项。

组合式防烟缓冲区对着火层中性面的数值模拟研究

为研究典型长廊型高层建筑中组合式防烟缓冲区对着火层中性面的影响,用FDS软件建立长廊型高层建筑火灾烟气运动模型。在机械排烟和加压送风的基础上设置组合式防烟缓冲区,分析比较组合式防烟缓冲区对着火层中性面高度、温度分布、CO分布和烟气蔓延情况的影响。结果表明,机械排烟结合加压送风模式下,在机械排烟口EP右侧增设挡烟垂壁使中性面提高0.18 m,在走廊前室门前增加空气幕配合前室加压送风使中性面提高0.35 m,挡烟垂壁加空气幕配合加压送风的组合式防烟缓冲区使走廊中性面消失,达到烟气抑制临界条件。组合式防烟缓冲区延缓了烟气蔓延,把火灾烟气阻挡在缓冲区前,使走廊平均温度降低8.2%,平均CO物质的量浓度降低37.7%,确保前室处于无烟状态,为人员安全疏散提供有利条件。

基于MaxEnt模型的森林火险区划等级研究——以烟台黄渤海新区为例

森林火灾是一种突发性强、破坏性大的自然灾害,受气象、地形、植被、人类活动等影响。科学制定森林火险区划等级是预防和管控森林火灾的基础。最大熵(MaxEnt)作为机器学习模型的一种,被广泛应用于国内外预测森林火灾发生概率、识别森林火灾风险等级的相关研究,并被证实具有较高准确性。烟台黄渤海新区位于胶东半岛、黄渤海交界处,经济发达、人口密度大,人类活动对森林影响显著,在全国森林防火工作中具有代表性。以烟台黄渤海新区为例,采用MaxEnt模型,结合历史火情数据和气象、地形、地物类型、社会经济等主导环境变量,预测森林火灾发生概率,划定森林火险区划等级。结果表明:1)优势树种(组)、人口密度对森林火灾发生具有重要影响;2)烟台黄渤海新区高、中、一般风险区面积接近,高风险区主要位于西南部山区,一般风险区主要位于东北部沿海。经检验,本研究模型预测结果具有较高准确性,可为全国森林火险区划提供参考。

重庆市高新区生物防火林带空间布局与规划

重庆市高新区为森林火灾多发地区,为预防和控制森林火灾的发生蔓延、降低火灾造成的损失,以重庆市高新区缙云山和中梁山为研究区域,遵循“因险设防、重点突出、全面规划”的原则,综合考虑阻隔网密度、控制面积、林带有效宽度、林带位置等参数,对高新区的生物防火林带阻隔网进行了规划。为保证防火效果,研究区需新建防火阻隔林带79.18 km。如此,不仅能够达到相关技术标准的要求,而且建设成本可控。

深汕特别合作区火灾风险及消防安全对策措施

为全面提升深汕特别合作区城市与乡村消防安全水平,推动其成为“区域协调发展示范区”,本文结合深汕特别合作区火灾风险防控要求与消防安全管理现状,从老旧建筑、自建房民宿、建筑施工工地和新能源汽车产业等方面进行火灾风险分析,并有针对性地提出落实消防安全责任、聚焦新能源汽车产业消防安全管理难题、推动消防安全检查与火灾隐患整改、加强消防安全宣传教育和培训、落实基层消防安全网格化管理等5项对策措施。

储罐火灾沸溢现象及其控制技术研究进展综述

为更加深入了解储罐火灾沸溢机理及其相应控制技术,通过系统的文献调查,从沸溢现象的研究进展和沸溢现象的控制技术2方面进行分析,从热区机理研究历程、沸溢影响因素等方面对沸溢现象进行归纳,并且从消防控制技术、油面覆盖控制技术等角度出发对沸溢抑制措施进行阐述。研究结果表明:沸溢现象涉及多因素之间的相互关联,热区形成机理是沸溢机理研究的关键点之一,可视化研究能较为直观呈现油品的对流换热行为,进而丰富热区理论;沸溢现象的影响因素较多,沸溢时间预测模型主要是基于初始油层厚度和储罐直径进行拟合、基于经典热波理论和油品本身性质加以修正,其公式适用性较低,对沸溢现象的认识有待加深;沸溢控制技术需进一步完善,目前主要通过阻止全液面火灾发生来间接抑制沸溢,采用油面覆盖等方法直接抑制沸溢的措施仍不够成熟;持续改进沸溢相关的研究模型、补充大尺度实验研究、研发新型覆盖材料、完善消防技战术等是沸溢现象及其控制技术的主要研究方向和发展趋势。研究结果可为深入认识沸溢现象、发展其控制技术、提高相关人员储罐灭火救援能力提供一定参考。

油气处理终端分区延时泄放动态模拟研究

最大泄放量是火炬系统设计的关键参数,合理确定火炬系统处理负荷是整个油气处理终端安全运行的保障。为了降低火炬系统设计峰值泄放流量、有效降低火炬系统规模,可将工艺单元按照一定原则划分为多个较小防火区,各防火区按设定逻辑依次开启泄放,从而实现工艺装置的分区延时泄放。GB 50251—2015《输气管道工程设计规范》、SY/T 10043—2002《卸压和减压系统指南》、API STD 521—2020 Pressure-relieving and Depressuring Systems、DEP 80.45.10.10-Gen Pressure Relief,Emergency Depressuring,Flare and Vent Systems对防火区的划分提出了相关要求。本文结合国外某油气处理终端项目,对厂区装置进行分区延时泄放动态模拟,对比研究了分区延时泄放与同时泄放的泄放量变化与压降规律,有效减小最大泄放量,减小火炬系统规模,为项目设计提供依据。