[00115390]多风井大型通风系统矿井火灾动态模拟与显示技术研究

矿井火灾事故后果的严重性和矿井火灾的不可预测性、突发性与不可重复性，使之成为威胁矿井安全的重大隐患，随着巷道的延伸、矿井风网日益复杂，急需对矿井火灾的演化过程进行研究，为此潞安环能股份公司王庄煤矿与太原理工大学合作共同对“多风井大型通风系统矿井火灾动态模拟与显示技术”项目进行了开发研制。　　该项研究成果主要应用于各类井工矿井通风安全领域。其技术原理为：利用逐步提高火源温度与风网解算循环进行的“逐步增温法”，完成火灾时期井下烟流的动态模拟。利用研制的可视化三维数字矿井的制作与修改系统，完成矿井真三维数字矿井通风系统的制作与修改；利用研制的矿井火灾烟流可视化辅助系统，完成数字矿井与风网间拓扑关系的一一对应，为烟流动态显示提供基础数据准备；利用火源点的识别、最短路计算程序，确定各巷道分支中模拟烟流的启动时间，根据设定的模拟烟流流动速度，计算模拟烟流每流动一个步长所需时间，完成火灾时期巷道烟流侵袭范围动态模拟显示；根据矿井火灾特点，将矿井通风网络分成两个子网：烟区子网和无烟区子网，根据两子网的边界节点，计算烟区内避灾路线和烟区外避灾路线，获得井下任意位置最佳火灾避灾路线。　　该研究成果具有如下性能：　　（1）可按比例制作真三维数字矿井通风系统，所制巷道实体可携带矿井通风安全信息，实现了信息与巷道集成一体、参数自动传输显示。　　（2）可自动完成矿井通风网络结构的更新与风网参数的更新，可实现巷道通风参数与巷道坐标的自动录入。　　（3）根据矿井为灾的发生机理，提出火灾发展过程预测的智能化判别算法，对火灾的发展过程和烟流的流动速度、弥浸范围的时空发展变化进行预测估算，根据矿井火灾的具体情况，给出人员撤退避灾路线。　　该项目的创新点：　　（1）可视化三维数字矿井制作；　　（2）风机参数和风网参数的自动校验；　　（3）三维巷道实体与巷道信息的一体化处理与数据传输技术；　　（4）以数字矿井为基础的烟流弥漫范围的动态显示； 　　（5）火灾后井下任意地点避灾路线的预测技术。 　　该系统应用，可改善矿井通风条件，提高矿井防灾、抗灾能力，提高矿进通风管理水平，实现矿井通风安全的信息化和数字化，具有巨大的安全经济效益和深远的社会效益。该系统研究，不但可以降低矿井重大恶性火灾事故带来的经济损失，最大限度地减少灾害对人员造成的伤亡，提高矿井安全生产和管理水平，还适应于全国各类矿井风系统的安全管理，具有广阔的推广价值和应用前景。