不同火源位置对封闭火区气体分布的影响规律

吴佳平 牛会永 鲁义 李石林

(1.湖南科技大学资源环境与安全工程学院 湖南湘潭 411201；2.煤炭安全开采技术湖南省重点实验室 湖南湘潭 411201)

0 引言

当煤矿火区发生事故时，如果火情非常严重无法快速扑灭，为了防止着火区域的扩大和人员的伤亡，通常采取封闭火区的方式进行处理[1]。许多学者对封闭火区内的气体变化情况进行了研究。张九零等[2]研究了在封闭火区内，封闭顺序、热力作用以及外部压力等因素对气体运移的影响。邓存宝等[3]通过对CO、O2在煤层和封闭墙之类的多孔介质中进行扩散的机理进行研究，对有效扩散系数的计算公式进行了推导，并根据公式对火区从封闭到启封的时间进行计算。曹胜[4]通过实验的方法，对封闭火区内气体的变化规律进行了研究，优选出最适合指示出封闭火区熄灭情况的指标气体。段玉龙等[5]研究了呼吸效应对矿井封闭火区氧浓度的影响。陆冬冬[6]通过对封闭火区及火灾指标的分析，利用火灾指标的值随时间的变化趋势及各种火灾气体成分在变化中的相互关系建立了新的封闭火区状况评价体系。但均未对封闭火区火源位置对气体运移的影响进行研究。本文针对火源在封闭火区中的不同位置，对甲烷、O2的分布规律进行研究，通过数值模拟来展示封闭火区中各种气体的浓度分布，从而判断出火区瓦斯爆炸危险性，为进风侧防火墙位置的选取提供帮助。

1 封闭火区瓦斯爆炸危险性分析

瓦斯爆炸有3个基本条件：①瓦斯体积分数5%～16%；……