多风井复杂网域矿井火灾时期反风灾情演变及控灾预案策略研究

During mine fire period, The air reversing of multi-shaft mine is the difficulty in the study of mine ventilation and fire. This paper has important theoretical guidance for the correct emergency treatment and prevention of secondary disasters..In high gas mine, " the wind net with quality-energy" theory will be established by Air quality (wind source) and energy （Fire heat release). In windy mine network, an unsteady definite mathematical model will be established with multi-component gas (gas, oxygen, CO, CO2, etc.) and temperature of the migration, and it will be solved by the finite element method with one-dimensional wind format. To develop and research the optical interference spectrum determination of high-speed data acquisition system on the network experimental bench sensitive gas CH4 -CO2 concentration dynamics in order to gain dispersion characteristics and scale effect; an fire thermodynamic model will be constructed to study thermodynamic fire effect; All kinds of mine gas source model will be built in this paper, and the fan different combination of wind will be indicate by code to simulate the evolution process of mine fire disaster driven by the fire wind pressure and ventilator air reversing; then, the Evolution of the gas reflux superposition and explosion danger zone will be analyzed; Combined with automatic control damper technology, the reliable anti wind solutions and strategies will be studied under the condition of fire wind disturbance. the mine disaster ventilation simulation platform TF1M3D special function will be improved to provide theory support for the mine air reversing plan.

多风井矿井火灾时期反风是矿井通风与火灾研究中的难题，研究对正确应急处置和预防次生灾害发生具有重要理论指导意义。.在高瓦斯矿井中，建立用质量（风源）和能量（火灾放热）源项表达的“质-能有源风网”理论，在多风井矿井网域中，建立风流-多组分气体（氧、瓦斯、CO、CO2等）及温度的运移扩散的非稳定定解数学模型，用一维迎风格式有限元法求解。研发光干涉光谱高速采集系统，在管网实验台上测定敏感气体CH4-CO2浓度动态变化，获得弥散特征与尺度效应；构建火源热动力模型，实验研究火灾热动力效应；构建矿井各类瓦斯源模型，用编码表达通风机不同反风组合，模拟在火风压与通风机反风驱动下矿井火灾灾情演变过程，分析瓦斯返流叠加和爆炸危险区的演变规律；结合自动控制风门技术，研究火灾风流紊乱条件下安全可靠的反风方案和应对策略。提升矿井灾变通风仿真平台的专项功能，为科学制定矿井反风预案提供理论技术支持。

在多风井大规模复杂网络矿井中，提出用质量（风源）和能量（火灾放热）源项表达的质-能有源风网理论，在多风井矿井网域中，建立风流-多组分气体（氧、瓦斯、CO、CO2等）及温度的运移扩散的非稳定定解数学模型；用一维迎风格式有限元法求解。研发光干涉光谱高速采集系统和管网实验装置，将CO2视为火灾烟流标的物，在实验台上测定CO2浓度动态变化，根据不同风速下CO2弥散运动的实验结果进行参数反演，获得弥散特征与尺度效应，确定风速与弥散系数的关系；构建火源热动力模型，搭建了火灾风流紊乱实验台，研究火灾热动力效应；构建矿井(采空区)瓦斯源模型；用编码表达通风机不同反风组合，模拟在火风压与通风机反风驱动下矿井火灾灾情演变过程，分析瓦斯返流叠加和爆炸危险区的演变规律；结合自动控制风门技术，研究火灾风流紊乱条件下安全可靠的反风方案和应对策略。升级矿井灾变通风仿真平台TF1M3D的专项功能，为科学制定矿井反风预案提供技术支持，完善灾变通风理论内容。.以矿井CAD工程矿图为操作平台，构建矿井通风系统数字化模型。控风调节和通风参数修改都在CAD图上完成，不脱离生产-工程实际，实现办公和仿真一体化。.结合杏花矿“11.20”火灾的实际案例，运用TF1M3D软件对复杂网络多风井矿井火灾事故进行仿真，再现杏花矿火灾事故过程。根据火灾模拟结果，得到正确的避灾反风方案，即如果在大巷预先设置控制风门，对杏花矿及时进行反风，可保证东一采区工作面受灾工人安全撤离，同时能保障其他采区不受火烟侵袭。.升级后的TF1M3D作为预案平台，针对内蒙古大雁三矿通风系统抗灾能力进行了仿真研究，分别模拟了下山开采上行通风采煤工作面和运输下山下行通风预设火源的火灾演变过程，给出了正确的避灾控风预案。同时，成果在铁法能源集团大隆矿、大平矿和大兴煤矿得到了工程实际验证性应用，评价效果良好。