全矿反风风速对硐室火灾烟气影响的数值模拟

为探究全矿反风风速对硐室火灾烟气蔓延的影响,利用FDS火灾数值模拟软件构建矿井巷道三维模型,模拟全矿反风风速为1.0、1.5、2.0、2.5 m/s条件下的火灾场景,分析不同反风风速下硐室左右两侧烟气浓度和巷道内能见度的变化情况。研究结果表明:当全矿反风风速为1.0 m/s时,巷道进风侧风流紊乱,烟气出现明显回流现象;随着反风风速的增大,进风侧风流方向开始反转,巷道内能见度和风流反向速率不断增大;反风风速为1.5~2.0 m/s较合适,且当针对硐室火灾事故采取救灾救援措施时,反风风速需确保大于临界风速2.5 m/s。

矿井机电硐室火灾的FDS模拟与分析

为了给井下人员在发生机电硐室火灾时的逃生提供参考和依据,采用火灾动态模拟软件PyroSim模拟了吕梁桃园鑫隆煤矿机电硐室火灾的发生,对巷道内气体的温度、毒性,烟雾浓度、可见度进行了分析研究。结果表明,该矿机电硐室火灾发生后火源处温度不断上升,在250 s后趋于稳定,到达约550℃;230 s时烟层高度下降至1.6 m,影响工作人员的视线;300 s后巷道内能见度降至1 m,井下人员的逃生难度加大;400 s后巷道内烟气温度达到80℃,严重影响人员逃生;巷道内CO浓度始终没有超过临界值,暂且认为对人没有影响。

通风和开口形状对地下硐室火灾影响的实验研究

针对狭长通道侧向风和不同开口形状对硐室火灾燃烧状态及火焰溢流现象的影响,利用自主设计搭建的小尺寸实验台对侧向通风条件下地下硐室火灾燃烧规律进行研究。实验设定了200 mm×400 mm,300 mm×300 mm,400 mm×200 mm 3种硐室开口尺寸(长×高),选取1.2,3.3,5.1 m/s 3种通风速度和13.8,41.4,69.0 kW 3种火源功率。研究结果表明:在侧向风作用下,可燃气更容易被吹出造成火焰溢出燃烧现象;侧向风在中性面上部区域主要起降温作用,在中性面下部区域则起升温作用;通风因子大的开口工况,室内温度更高,也更容易达到轰燃条件;宽且低的开口使得高温气体与通风风流在较低处混合,其结果导致硐室下部温度较高,对火灾初期人员疏散不利。

侧向风速对地下硐室火灾影响的试验研究

采用自主设计搭建的小尺寸试验台对侧向通风条件下地下硐室火灾燃烧规律进行了研究,选取三种通风速度和三种火源功率。结果表明,在侧向风作用下硐室内火焰摆动、旋转明显,可燃气更容易被吹出造成火焰溢出燃烧现象;侧向风降低了硐室温度和促进了硐室内流场混合,风速越大硐室上部温度越低,达到轰燃的时间也越长,但侧向风造成的流场扰动缩短了大风速工况达到稳定温度的时间;在硐室下部,侧向风在前期促进了流场的扰动,且风速增大扰动增强导致硐室下部温度升高,而在后期侧向风则主要为降温作用。

煤矿硐室电缆火灾数值模拟

为掌握煤矿硐室电缆火灾的发展演化规律,利用FDS软件对煤矿硐室电缆火灾发展过程中烟流、一氧化碳浓度、氧气浓度、温度进行了数值模拟。结果表明:①随着煤矿硐室电缆火灾发生时间的推移,烟流会加速蔓延至整个硐室,硐室内一氧化碳浓度先升高后降低并最终趋于稳定,氧气浓度先降低后升高并最终趋于稳定,温度先上升后降低并最终趋于初始温度。②回风巷中一氧化碳浓度、氧气浓度波动剧烈,温度波动相对较小,而进风巷中一氧化碳浓度、氧气浓度、温度均未受火灾影响,因此进风巷可作为安全逃生通道。③火灾发生后60s内,硐室中烟流蔓延范围较小且集中在硐室中上部,一氧化碳浓度、氧气浓度、温度均处于安全范围内,此时为最佳逃生时间。