深井“T”型巷道火灾的安全区域划分

矿井火灾中高温烟气的流动扩散是造成安全事故的重要原因,针对矿井典型巷道中火灾危险区域与时间关系不明确的问题,提出了一种深井“T”型巷道火灾的安全区域划分方法。采用Pyrosim软件建立三维数值模型,模拟了在高温高湿情况下“T”型巷道火灾发展阶段巷道内的高温烟气流动,揭示了火灾发展阶段“T”型巷道下温度场和有害气体浓度场随时间和空间位置的变化规律;根据人体口鼻高度(即巷道1.6 m高度位置)的模拟数据,得出巷道的水平长度与温度、CO浓度、CO_(2)浓度的关系:风流通过巷道混合高温烟雾沿巷道顶部向下风侧蔓延,随着与火源距离增加,温度逐渐降低,CO、CO_(2)浓度等值线纵向分布逐渐密集。在此基础上,根据烟气温度和CO、CO_(2)气体对人体的危害程度进行安全区域划分,将烟气扩散区域划分为安全区域(危险等级1)、轻度危险区域(危险等级2)、中度危险区域(危险等级3)、重度危险区域(危险等级4)4类,分析结果表明:温度划分结果中巷道Ⅰ中测点主要集中在重度危险区域,毒性气体划分结果中巷道ⅠCO_(2)的安全区域范围较CO大,CO的危险因素更大,主要集中在轻度、中度危险区域,在巷道Ⅱ中测点主要集中在轻度危险区域;在巷道Ⅰ中危险等级1的范围随时间的推移逐渐变小,危险等级4的范围随时间的推移逐渐变大,且均在40 s时变化率最大,危险等级2、3变化率很小;在巷道Ⅱ中2种划分方法的区域范围变化相似,危险等级2、3均在60 s时变化率最大。

陷落柱内“T”型交叉巷道受力特征数值模拟分析

以西山煤电集团西铭矿所采的8~#煤层为研究对象,通过现场实际取样,采用FLAC3D数值模拟软件进行计算,结果得出:当在陷落柱内布置"T"型交叉巷道时,垂直应力增高区面积增大,应力增高区向围岩深部转移,交叉中心向外2~5 m巷道两帮和顶板破坏深度显著增高,破坏深度达到正常水平的3~4倍。在陷落柱内布置"T"型交叉巷道时,需对交叉点中心范围内2~5 m的围岩进行加强支护,由于其破坏深度显著增加,在采用锚固支护时,为避免锚杆支护失效,应增加巷道支护设计中锚索的使用量。