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礦井通風設計國內外研究現狀綜述

時間:2019-06-19 19:48來源:畢業論文
在礦井通風中,準確迅速地掌握礦井通風網絡內有害氣體的分布及風流狀態,對于合理控制風流和現場指揮救災具有重要的意義。但是,由于有毒氣體的發展很快,以及通風系統與氣體

在礦井通風中,準確迅速地掌握礦井通風網絡內有害氣體的分布及風流狀態,對于合理控制風流和現場指揮救災具有重要的意義。但是,由于有毒氣體的發展很快,以及通風系統與氣體發散的相互作用,使有毒氣體的影響波及范圍大,因此有毒氣體發散時期的風流狀態變化十分復雜。只有通過使用計算機模擬的方法,才能獲得較完整的有毒氣體發散時期風流狀態的數據,由此為救災策略提供依據。通過對國內外有毒氣體發散研究歷程的總結,對通風的研究主要有三種方法:即理論分析、實驗方法和數值模擬[11]。36478
1 國外研究現狀
在理論研究方面,五十年代的波蘭學者W.Budryk創立了過量煙氣學說,該學說重點分析了礦井中主干巷道,尤其是在上行通風巷道中發生火災后,煙氣流的逆退現象,比較成熟地描述了礦井火災時期煙流及風流流動規律的理論思想,歸納和總結了發生的原因,并且推導出判斷巷道中是否煙流逆退的風流方向的判斷公式。后來,又對過量煙氣學說進行豐富與完善,提出了局部火風壓理論,該理論主要解釋分析在各通風網絡中的風流逆轉和逆退現象,同時還總結出了巷道中發生煙流逆退現象的判斷公式。一開始研究人員根據理論知識得到對礦井通風過程中風流的流動方向判別依據,取得了對礦井火災煙氣的流動規律突破性的認識,并利用這些研究成果指導礦井火災時期的滅火救援工作。但是,在判斷公式中所提到的某些參數,如局部火風壓,過量煙氣等的計算,目前為止還是沒有突破性的統一結果。[12]當然,很多研究機構和研究人員并沒有放棄,他們通過數學理論推導與實驗等方法分析總結出了很多種類別的相關計算判別公式,但不同類別的計算判別公式,需要滿足相對應的適用條件。[13]在在這多種方法中,被人們實際應用最多的是通過流體力學及其相關理論得出計算局部火風壓公式,該公式計算簡單,速度快,因此得到許多工程技術人員們的青睞。[14]六十年代,波蘭科學院中礦井通風實驗室的Wtrutwin推算出了一組闡釋通風網絡分流中煙氣流動過程的方程組,該方程組以能量守恒、氣體狀態方程為理論依據[15]。論文網

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在實驗研究方面,最早在70年代初,波蘭的巴爾巴拉實驗室進行了一次火災實驗,對煙氣流成分、火源探測及發貨時期通風網絡參數變化等一系列的礦井火災問題作了研究。隨后80年代的初期,美國科學家基于前人的模型及巷道實驗,他們在一座專門進行實驗的礦山里進行了燃煤60噸的實驗,用來研究通風對發生火災后高溫煙氣成分的影響。到了80年代中后期,在85-87年間,西德的科學家們在特里摩尼亞礦斜巷道中進行火災實驗,研究分析了發生火災后,通風方向、速度、火源大小等條件對巷道溫度分布、井下傳送帶火焰的擴展范圍等影響。差不多在同一時期,東德在一個鹽礦的平巷道中對傳送帶燃燒過程做了實驗,研究分析了不同通風速度對可燃物的燃燒速度、火災煙氣成分和巷道溫度分布等影響。日本在80年代后期也做了多次大小規模不等的礦井巷道火災的實驗,內野健一等人用不同長度的坑木帶在九州礦研究中心實驗巷道做燃燒實驗,研究了巷道中當木設備起火時火災的蔓延規律。就在同一個實驗室,年井上雅弘等人利用木材量為8000-10000kg不等的量,做了多次燃燒實驗,研究火源大小不同時,通風狀態、火焰溫度、巷道煙氣成分和溫度分布規律。此外,在同一地點有科學家做了大規模的木材燃燒實驗,實驗中木材的燃燒質量高達3200kg,科學家們研究火災煙氣逆流現象,實驗得到風速大小和煙氣逆流的關系,即風速1.5m/s是巷道火災發生逆流時的臨界風速,風速越小,逆流的現象越明顯,適當增加風速可以減少煙流滾退。 礦井通風設計國內外研究現狀綜述:http://www.aftnzs.live/yanjiu/20190619/34957.html
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