矿井火灾引起节流和浮力效应的理论研究.pdf

第 “卷 第期中国矿业大学学报 2 . ; 9/ 9 文章编号 “ A “ B C D E F A B A D 矿井火灾引起节流和浮力效应的理论研究 王树刚G王如竹 E上海交通大学 制冷与低温工程研究所G上海 F 摘要将风网中的风流视为一维可压缩流体的非定常流动G导出了矿井发生火灾时巷道内空气 温度的计算式和空气非定常流动的运动方程G进而获得节流和浮力效应的计算模型G并给出了算 例 i gH [为 空气平均流速G gi 7 H Y为重力加速度G gi 7 H W为气 压G j / H S为空气热力学温度G kH V W为空气比定压 热容G i E h ; l kF H b c为火源或地下高温水等热源点 单位时间内所生成的热量G mH T c为热源点沿巷道 轴距初始点的距离G gH f为巷道周长G gH a为巷道 断 面 积G gH e为 巷 道 壁 热 交 换 系 数G eR 7 0 8 2 6v 9 gc 7 3 , g .w ; . 3 8 3 . 7 Gx y c 7 3 . 7 / . Uz 3 - 6 7 M 1 N D C bop 则得到运动方程 h O3P f S ; 3 S 2 g P 6 q r g7 8 9 g31923 ] P O33 ] w 由式’ 0 可知回路内总的浮力效应 5 ’ 4 - 正常通风期间’即不存在K E 或 H3- 回路 内自然风压’下标L表示发火前的状态为 5’ 4 4 由式’ 0 还可得到回路内节流效应 -’ ’ 4 5 R 浮力效应和节流效应的算例 算例4自文献C S I 某矿简化的通风网路如图 4所示;进风井与出风井的深度均为T - -U断面 积4 5 ; VU5周长4 5 ; VU;两井筒之间简化为水平 巷道连接巷道的长度大大超过井筒的深度;扇风 机工作时进风井的风速为TUW X ;由于火灾发生 时空气温度变化的数量级为4 - 5 故可忽略初始温 度波动值;所以在火灾发生前认为风流初始温度 和巷道壁岩体的温度相等取 当* 3-时井底车场上面5 - -U处发生了火灾单位 时间产生的热量K E30 0V [ H\ ]; 根据式’ 4 - 计算 图4所示网路总的浮力效应 F G H B 9 AD EI E A9 HC A IJ A H 9 C G H AB H D I J D E CD BK A D J 9 E A ’ / / / “’ 5 4 3 ’ 2 4 “ , 5 - 道林斯基WO“发生火灾时巷道内温度变化的研究 , . - “李占智译“煤炭工程师’ / 0 0 X A F A 9 H D E H D C C ; E M 9 E QW G D N 9 E NY B B A C FZ E Q G A Q[ N6 E AR H A 8O\]S G 3 M 9 E M 8O\]X G 3 G D EI E AK A E C ; 9 C D EE A C F9 FC H A 9 C A Q9 FD E A 3 Q IA E F D E 9 ;G E F C A 9 Q NB ; D D B D IJ H A F F [ ; A9 H “OE A B D H IG ; 9D B 9 ; G ; 9 C E MC AC A IJ A H 9 C G H AD B 9 H B ; D E9 E9 H 9 N E 9I E A B H A 9 J J A E F 9 E Q 9ID C D E A g G 9 C D E D BG E F C A 9 Q N D IJ H A F F [ ; AB ; D D BI E A9 HA H AJ H D J D F A Q “ R G H C A H ID H A E A B D H IG ; 9 FD B 9 ; G ; 9 C E MC AC H D C C ; E M9 E Q[ G D N 9 E NA B B A C F9 FQ A H K A Q 9 E QC D D IJ G C E MA L 9 IJ ; A FA H AM K A E “ FID Q A ; AC AH A F A 9 H D B 9 E M A EI E A9 H B ; D Q G H E M9 I E AA IA H M A E N D E Q C D E D E Q A C J H 9 C A[ A C C A H “Z E9 Q Q C D E Z C 9 E9 G C D I9 C 9 ; ; N9 Q QC A C H D C C ; E M9 E Q[ G D N 9 E NA B B A C F EC AF IG ; 9 C D EJ H D M H 9 I D B I E AK A E C ; 9 C D E “ hi jk l d m b I E AB H A C H D C C ; E MA B B A C [ G D N 9 E NA B B A C G E F C A 9 Q N9 H B ; D *1* 中国矿业大学学报第1 ’卷 万方数据