煤矿灾变风流预警控制与紧急避险决策研究

摘要

矿井火灾是煤矿五大灾害之一，矿井发生火灾后，火势发展迅猛，且复杂多变，危害范围广，甚至造成整个矿井通风系统紊乱，致使受灾范围扩大，严重威胁着井下工作人员的生命安全。本文通过理论分析、数值模拟和现场应用相结合的方法，对南屯煤矿通风系统的预警控制与紧急避险技术进行了较为深入的研究。
　　本文根据南屯煤矿井下十一采区回风巷自动风门和九采-350轨回通道自动风门附近巷道的实际情况，采用Gambit建模，利用流体力学软件Fluent进行数值模拟，得出了自动风门关闭与开启两种情况下灾变后巷道内的温度分布和污染物体积分数分布的情况，及其随时间变化的规律情况。
　　在数值模拟的基础上，本文建立了科学、系统的矿井通风系统灾变预警机制，即南屯煤矿预警控制系统，该系统主要包括四个部分：灾变预警系统、风门自动控制系统、报警系统和远程控制系统，系统采用了光线传输、非网管型交换机、可编程控制器等先进的技术和装备；根据对煤矿火灾的分析进行了传感器的选型和设计；根据对自动风门的深入研究选用FMSW-A型矿用双向无压风门进行风流自动控制，并利用SIMATIC WinCC编程软件进行了控制软件的开发。
　　根据南屯煤矿的实际情况，编制了火灾灾变应急预案。研究了火灾时影响人员逃生疏散的因素，在数值模拟的基础上，对自动风门关闭和开启时的人员疏散进行了分析研究。

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目录

1 绪 论

1.1 课题的提出

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究内容、方法和创新点

2 南屯煤矿灾变数值模拟分析

2.1 南屯煤矿通风系统概况

2.2 矿井灾变数值分析的数学模型理论

2.3 矿井巷道物理模型的建立

2.4 初始条件及边界条件的设定

2.5 火灾时期风流状态的模拟结果分析

2.6 本章小结

3 南屯煤矿通风系统预警控制系统研究

3.1 矿井预警控制系统研究

3.2 南屯煤矿预警控制系统设计与实施

3.3 本章小结

4 南屯煤矿井下紧急避险决策

4.1南屯煤矿井下紧急避险系统

4.2 南屯煤矿人员安全疏散

4.3本章小结

5结论与展望

5.1主要结论

5.2展 望

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献