为揭示坡度对矿井巷道火灾烟气流动的影响规律,以山西省晋煤集团成庄矿某回风巷道为研究背景,采用Fluent软件来对矿井巷道火灾因坡度产生温度场和压力场分布的影响进行数值模拟,分析火灾时巷道内的温度、压力及烟气蔓延的特征.模拟结果显示:巷道坡度对巷道出口端温度、进出口压差值及烟气蔓延有较大的影响,巷道坡度对巷道出口端温度的影响随坡度的增大而降低,巷道坡度对巷道进出口压差值的影响随坡度的增大而增大,巷道坡度对烟气蔓延的影响随坡度的增大而增大,且存在一个临界突变值,之后又产生一段回流,这是巷道内外温度差产生的烟囱效应造成的结果.研究结论初步突破了对传统的坡度对巷道火灾影响的认识,为矿井火灾防治提供参考.

通过实际规模的火灾试验, 三维空间布点, 全自动数据采集, 详尽地揭示了火灾节流效应发生时烟气温度、浓度、燃烧分支的入口与出口流速和风机风压时序变化的非稳态特性以及典型参数; 试验发现, 节流时段与挥发分的快速析出和燃烧是一致的, 温度峰滞后于氧气浓度谷点、节流函数最小点和压力峰(阻力峰), 使用温度峰值计算最大阻力的传统方法是错误的. 提出了用节流系数描述节流度的方法, 由此导出了影响节流效应的因素为系统的特性参数、风机特性参数、火灾发生的位置、火风压和热阻的方向及增长速率.