黎经雷,牛会永,赵 蕾,李石林

(湖南科技大学 资源环境与安全工程学院, 湖南 湘潭市 411201)

煤矿发生火灾后,常导致人员伤亡、设备损坏、矿区停产、煤资源破坏,甚至会诱发瓦斯、媒尘或硫化矿尘的爆炸,致使灾害产生连锁反应。在处理煤矿火灾事故过程中,通常认为,当发火时间超过2 h,若发火区的火势没有得到有效的缓解,应立即对发火区采取封闭措施[1]。相关资料表明,地表大气压的变化引起矿井下巷道内压力分布的变化,将会造成火区防火墙内外产生压力差,导致火区内空气向外泄露或者外部空气流入火区,这种现象对于窒息火灾,控制火势程度是不利的。辛程鹏[2]系统性地阐述大气压力与采空区瓦斯涌出的关系,通过达西定律推导出大气压力变化对渗流区瓦斯涌出的数学关系式,由理想气体状态方程得出大气压力变化与自由瓦斯涌出的关系。苏福鹏[3]利用K线图法分析矿井大气压力的变化,由经验公式得出大气压力与工作面瓦斯涌出的关系,对比不同的瓦斯涌出影响因素。苗逢春、李进[4]等人理论分析了矿井压力的变化对采用区瓦斯涌出的影响,通过实测数据得出结果：当大气压力急剧变小时使得工作面的空气压力下降,引起瓦斯向工作面大量溢出。反之,当地表大气压急剧上升时,瓦斯涌出量随之下降;并对平煤六矿丁5.6—21110机巷瓦斯涌出的异常现象进行了验证。为此,本文依据开采工作面瓦斯涌出理论为基础,以封闭火区为研究对象,应用Fluent软件模拟大气低压下矿井火区内氧气和瓦斯的浓度场,确定了火区存在爆燃性,并划分了易爆燃危险区域,为在大气低压时防止火区内瓦斯爆炸提供理论依据。……