井巷网络火灾过程中回燃现象的研究.pdf

收稿日期“ “ 基金项目国家自然科学基金重点项目 5 4 ; A B 9 C D E4 4 5 4 G EF; E KK K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K “ 文章编号 * / * ’ J O P 9 ; R; 等人对回燃现象进行了一些 建设性的研究1包括燃烧的半尺度实验S重力流的 盐水模拟以及与重力流相关的数值研究T * 1 “ U- V W J ; 9 P 1 XYZ 8 O 4 [C O 为著名的回燃案例\\ “ V; D D C] D B 5 I. 4 D D 8 O 等人作了回燃的全尺寸船舱实验1研究了向船舱内 喷水对回燃的影响T U-霍然等以工业酒精为燃料1 在一房间与走廊相连的模型中1研究了突然进风对 室内火灾的影响T U-宋卫国等研究了回燃在整个火 灾过程中的作用及对建筑物腔室火灾过程的影 响T U2这些工作推动了回燃现象研究的进展2 类似于建筑物室内火灾1煤矿井巷网络火灾也 是发生于受限空间中的火灾2从理论上讲1只要条 件具备1在火灾的发生S发展过程中仍然会出现回 燃现象2但是1由于煤矿井下救灾现场的危险性和 井巷通风网络的复杂性1致使井巷网络火灾中发生 回燃这一点尚未为人们所注意2笔者在进行井巷网 络火灾下行风流逆转的模拟实验过程中观测到这 种特殊火行为2本文将结合下行风流逆转的实验研 究1阐述这种特殊火行为1以期对制定正确的救灾 决策措施有所裨益2 ‘ 实验系统 矿井网络火灾模拟系统是一个包含* 0条分支 和* *个节点 8 ; ; ; 分支和8 ; A燃 烧B分支分别布置速压测点安装毕托管测试巷道 的速压采用 C- 9 3 8 D压力传感器测量其数值 A测试精度为EF G B 燃烧产生的气体温度采用 热电偶测定热电偶以二维方式布置在燃烧分支 8 ; 中热电偶和C- 9 3 8 D压力传感器的测试结 果由HG公司生产的I F F FJK L总线系统采集在 燃烧分支8 ; 的回风段安装取样探头以采集气 样取样探头上均匀布置个取样小孔以使气样 均匀采集的气样通过管路与傅里叶红外气体分析 仪相连采用该仪器在线连续监测M N 8 M N的体积 分数采用气相色谱分析N 8的体积分数 采用高精 度的数码相机跟踪O捕获实验中烟流运动和火势 的发展和变化的信息 P 模拟实验结果 P Q 风流逆转的实验结果 实验测得的下行通风时燃烧巷道内风流逆转 过程中风量随时间变化的规律如图所示在火源 下风侧测试的M N 8 M N的体积分数增量随时间变 化的规律如图点火后燃烧分支的风速持续减 小并在F附近以突跳的方式跨越到负值巷道内 的风流随之发生完全逆转 逆转后巷道内风流由原来的下行改为上行 而气体浓度A体积分数B的采样点正处于逆转后的 上行风流的进风侧因此逆转发生后 M N 8和M N 体积分数明显下降 N 8体积分数很快上升 图燃烧分支风量随时间的变化曲线 “ J 1 , - 2- . 1 . 3 - 6R S 2 , , 5 2 , ’ - *T S 4 , - 2T 1 2 ’ 6 , , * 图 M N8和M N的体积分数随时间的变化规律 “ M N8 2 9M N6 , , * P P 回燃的实验现象 回燃是伴随下行风流逆转而出现的实验中拍 摄到的典型的回燃现象如图所示 图下行风流逆转过程产生的回燃现象 “ U ’ 7 9 1 . , 0 2 - * 2 - 26 , , 1 1 4 3 - . 9 4 ’ 2 4 - 2 3 1 . 3 - 6 V88 中国矿业大学学报第 8卷 万方数据 图 “为风流逆转前的巷道火灾状态此时巷 道内风流下行火焰倾角明显朝下图 为风流逆 转前瞬间的火灾状态由于火风压和机械风压的作 用相当巷道内风流停滞巷道内火灾属于差通风 条件下的燃烧图 AB9 C , A ; ’ , ; 5 ’ -; * F5 A ’ ’ -; * , *; * * ; J’ * , ; ’ 5 -5 A ; * ’ , ; * ’ 5 -C 5 ; 8G * 5 ; , ’ - 5, ’ - 2 ’ , ; ’ 5 - qA ’ V责任编辑 王玉浚W OQ“ 第Q期王德明等M井巷网络火灾过程中回燃现象的研究 万方数据