风门对矿井火灾烟气流动特性影响的数值模拟研究*

鹿广利，田梦雅，周 浩

(山东科技大学 安全与环境工程学院，山东 青岛 266590)

0 引言

矿井火灾是矿井生产过程中的重大灾害之一。由于地下开采环境差，环境封闭，各个巷道工作面十分复杂，一旦发生火灾，火灾过程中产生的烟气和热量很难及时排出，且会迅速蔓延至整个巷道，从而使火灾产生的高温及毒性给矿井下工作人员的生命安全带来严重的危害[1-6]。

国内外很多学者从临界风速、巷道坡度、截面形状和火源功率等不同角度通过实验、计算机模拟等不同方式对火灾进行大量的研究[7-12]。Chow等[13]通过小尺寸隧道火灾实验得出火灾烟气流动特性；李小菊等[14]针对常见典型截面巷道通过FDS模拟软件建立模型研究，得出火灾时期温度等参数的变化规律；贾静等[1]利用模拟软件通过改变边界条件得出火区烟气在不同因素影响下的烟流逆退现象及临界风速；蔡鹏[15]根据井下防火安全要求对某一矿井的自动防火风门开关进行控制监测系统安装调试。在矿井中一般会通过风门进行反风以及阻断风流等来控制井下的通风系统[16]，但当井下发生火灾时如何通过风门控制火灾烟气流动的影响研究较少。因此本文在前人研究基础上利用火灾动力学模拟软件FDS(Fire Dynamics Simulator)探究风门开启程度对火灾烟气流动的影响。研究当风门开启1/4，1/2，3/4，全部开启4种不同开启方式下0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 m/s 6种不同风速在巷道1.6 m高度时温度分布和井下能见度分布情况，从而得到火灾烟气蔓延对井下工作人员安全的影响。……