矿井胶带巷火灾预警与风流控制技术研究

作     者：张圣柱 

作者单位：山东科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：程卫民

授予年度：2009年

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

主      题：矿井胶带巷 通风系统 稳定性 火灾预警 风流控制 

摘      要：胶带巷通风系统火灾灾变具有突发性强、火焰传播快的特点,给灾变的预警与控制带来较大困难。本文通过理论分析、数值模拟和现场应用相结合的方法,对胶带巷通风系统的预警与控制技术进行了较为深入的研究。 在对国内外大量胶带火灾事故分析的基础上明确了火灾发生的原因,根据相关火灾模拟实验,将胶带火灾发展过程划分为三个阶段,确定了每个阶段内风流风速、烟雾与CO浓度、温度之间的变化关系,着重研究了火灾时期风流温度的变化规律,对灾变时期由于火灾所产生的浮力效应和节流效应的作用机理进行了研究,确定了其计算方法和影响参数,对平巷、上山和下山通风中火灾对风流流动状态进行了理论分析。根据孔庄煤矿井下1-5#胶带巷实际情况,运用Gambit进行建模,采用Fluent进行了火灾过程动力学分析,确定了不同巷道倾角、不同进风量下灾变后巷道内的压力分布、温度分布、污染物速度矢量和浓度分布情况,模拟结果与理论分析结论相吻合。 通过对胶带燃烧的生成物和灾害作用机理进行分析,确定了控制灾变的方法是风流独立回风与局部风流短路相结合,灾变信号的监测采用烟雾传感器和CO传感器,结合信息动态监测和自动风门的远程控制技术建立了通风灾变自动控制系统。在对孔庄煤矿5条胶带巷通风参数、胶带巷之间的连接关系、以及与周围巷道关系分析的基础上,制定了通风系统预警与控制的方案,确定了不同位置所需风门的类型、传感器的安设位置,考虑到火灾时高温烟流对自动风门和传感器的电源传输线与信号控制线的影响,研究并确定了线缆的布置路线。 根据胶带巷火灾灾变的特点,结合相关法律法规,编制了胶带巷火灾灾变应急预案,对灾变后的组织机构及其职责、灾变的通告程序和报警系统、应急设备和设施、保障措施、信息发布、事故后的恢复程序、培训与演练等内容进行了规定;分析了胶带巷火灾灾变的现场应急处置措施,并对井下避难硐室的建造和设施设备的配备参数进行了研究。