巷道火災(zāi)模擬分析與礦井應(yīng)急救援系統(tǒng)開發(fā)

SIMULATIONOFROADWAYFIREANDDEVELOPMENTOFMINEFIREEMERGENCYRESCUESYSTEMADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeMASTEROFShUniversityofScienceandLISupervisor:ProfessorCAOCollegeofMingandSafetyJune本人呈交給山東科技大學(xué)的這篇，除了所列參考文獻(xiàn)和世所公認(rèn)的文獻(xiàn)外，全部是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下的研究成果。該資料尚沒有呈交于其它任何學(xué)術(shù)機(jī)關(guān)作鑒定。Ideclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.The摘擇Dijkstra算法作為生成最優(yōu)路徑的基本算法，采用VisualBasic6.0編程實(shí)現(xiàn)?；诘V井VisualBasic6.0為開發(fā)工具，研制了礦井火災(zāi)應(yīng)急救援信：礦井火災(zāi)；數(shù)值模擬；最優(yōu)路徑；應(yīng)急救援；信息系Minefireaccidenthasextremelydestructiveeffect,easilyleadingtodisastrousconsequences.Italsocausedwidespreadconcerninthecommunity.Thispaperbasedontheysisofdeveloprocessofminefiretoresearchingthebestpathwhichtoavoiddisasterrescueinformationsystemofmine,assistingtherescuedecisiontoquicklygraspavarietyoffireemergencyrescueinformationbymeansofinformationtechnology,allocatingrescueresourcesofemergencybyvariousways,formulatingscientificandefficientdisposalprogramofemergencyrescue,sothatthelossescausedbythefirecanbeeliminatedorreducedingreatestThepaperysedanddiscussedthecharacteristicsofburning,thestateofairflowandcharacteristicsofsmokeintheminefireperiod,establishingatypicalmodeloftunnelin"T"type,usingtheFluentsoftwareofnumericalsimulationtosimulateandyzethevelocity,temperatureandconcentrationdistributionoffiretunnelindifferentwindspeed.Accordingtothechangingrulesofroadwayfireandtheinfluencingfactorsofroadwaytraffic,thesafetyareaoffireescapeisdetermined.Accordingtoysisandcomparisonofseveralshortestpathalgorithm,itselectedtheDijkstraalgorithmasthebasicalgorithmtogeneratetheoptimalpath,usingBasic6.0Visualprogramming.Basedontheactualdemandofminefireemergencyrescue,aminefireemergencyrescueinformationsystemwasdevelopedwithBasic6.0Visualasthedevelotooltoachievesevenfunctionalmodules,includingmanagementcontingencyns,institutionalframework,escaperoute,simulationexercise,trainingandeducation,combinatorialqueryandSystemhelp.Itcanbeusedfortheimplementationofscientificandeffectivemanagementofminefireemergencyrescue,butalsocanbeusedtocarryoutscientificandintuitivetrainingandeducationofstaff.Inthispaper,takingGETingcoalmineofDonghuaShenergywithlimitedliabilityasanexample.Thepaperdiscussedthepracticalvalueofminefireemergencyrescuesystem.:mine;fire;numericalsimulation;optimalpath;emergencyrescue;緒 研究背景及意 國內(nèi)外研究現(xiàn) 研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路 礦井火災(zāi)燃燒及巷道變化規(guī)律研 礦井火災(zāi)燃燒特 巷道火災(zāi)紊亂規(guī)律分 煙流逆轉(zhuǎn)臨界風(fēng)速分 巷道火災(zāi)煙流溫度變化規(guī) 本章小 基于FLUENT的巷道火災(zāi)數(shù)值模擬研 FLUENT軟件簡 火災(zāi)模擬的數(shù)學(xué)模型分 巷道火災(zāi)數(shù)值模擬研 本章小 礦井火災(zāi)時(shí)期應(yīng)急避災(zāi)最優(yōu)路徑選 礦井火災(zāi)應(yīng)急避災(zāi)路徑選擇原 應(yīng)急避災(zāi)路線的可通行 人員逃生及巷道通行影響因 最優(yōu)路徑的計(jì)算和選 本章小 礦井火災(zāi)應(yīng)急救援信息系統(tǒng)開發(fā)研 礦井火災(zāi)應(yīng)急救援體 礦井火災(zāi)應(yīng)急救援預(yù) 礦井火災(zāi)應(yīng)急救援系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí) 礦井火災(zāi)應(yīng)急救援系統(tǒng)功能與應(yīng) 本章小 結(jié)論與展 結(jié) 展 參考文 致 攻 期間取得的科研成 Backgroundand CurrentResearchatHomeand ResearchContentand TheResearchofMineFireBurningandRoadwaywindcurrentChange CharacteristicsoftheMineFire TheysisofRoadwayFireDisorder TheysisofTemperatureChangeRuleofRoadwayFireSmoke TemperatureChangeRuleofRoadwayFireSmoke Chapter NumericalSimulationResearchforRoadwayFireBasedon BriefIntroductionofFluent TheysisofFireSimulationMathematical TheysisofRoadwayFireNumerical TypicalModelofthe"T"Type Chapter OptimalRouteSelectionforContingencynsforDisasterDuringthePeriodofRoadwayFire TheRuleofOptimalRouteSelectionforContingencynsforRoadwayFire TheTrafficabilityofOptimalRouteSelectionforContingencynsfor TheInfluencesofnelEscapeandfRoadway TheCalculationandSelectionoftheOptimal Chapter ThedevelopmentofInformationSystemforMineFireEmergency TheSystemofMineFireEmergency TheContingencynofMineFire TheDesignandImplementationoftheMineFireEmergencyRescue TheFunctionandApplicationoftheMineFireEmergencyRescue Chapter Conclusionand MainWorkand MainInnovationand TheMajorAchievementsduringthe 緒研究背景及意由于受我國煤炭資源地質(zhì)賦存因素等各方面限制，我國的煤炭開采大部分采用礦井開采方式據(jù)顯示目前我國在采的礦井中56%的礦井采的是易燃煤層因此礦火災(zāi)事故是我國煤礦生產(chǎn)中的一個(gè)主要隱患[1]。同世界上其他的產(chǎn)煤大國相比，我國在防控礦井火災(zāi)的技術(shù)上依然存在很大的差距，礦井火災(zāi)在我國的煤礦事故中發(fā)生率非常之高。這不僅會(huì)嚴(yán)重影響到煤炭的生產(chǎn)，還會(huì)給井下礦工的人身安全帶來嚴(yán)重，甚至?xí)斐芍卮笕藛T傷亡以及財(cái)產(chǎn)損失；目前我國在防控礦井火災(zāi)事故方面存在的主要問題就是并沒有完全弄清產(chǎn)生的機(jī)理，由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及客觀條件對(duì)產(chǎn)生機(jī)理的專項(xiàng)研究加以限制，我們的里沒有條件模擬重現(xiàn)井下煤塵、瓦斯以及煤塵一瓦斯等一系列發(fā)生、發(fā)展和演化的過程，因而無法弄清礦井火災(zāi)發(fā)生的機(jī)理[2。國內(nèi)外研究礦井火災(zāi)時(shí)期狀態(tài)研究現(xiàn)流體力學(xué)等物理和化學(xué)規(guī)律在火災(zāi)燃燒過程與煙氣流動(dòng)過程中均有體現(xiàn)。波蘭學(xué)者WLBudryk[5]在20世紀(jì)50年代提出了很大的學(xué)說和理論，其中，在過量煙氣學(xué)說解的流動(dòng)規(guī)律。英國的一些專家根據(jù)煙流的成分來區(qū)分火災(zāi)的蔓延方式，主要有WuBakar模型的預(yù)測值進(jìn)行對(duì)比，最終得出該模型不適宜預(yù)測較高工況點(diǎn)下斷出表達(dá)計(jì)算式由此可得出高溫?zé)熈魍L(fēng)阻力與火災(zāi)溫度成正相關(guān)性、BkK-1Bk>1為判斷煙氣況。2070年代初，針對(duì)火災(zāi)早期的預(yù)測預(yù)報(bào)、煙氣組成成分，火源的探測以及風(fēng)流紊亂等問題波蘭學(xué)者進(jìn)行了多次礦井火災(zāi)實(shí)驗(yàn)研究[15]80年代我國也開始了對(duì)巷道火14次較大規(guī)模的巷道火災(zāi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)節(jié)流效應(yīng)的速度在1m/s以上，此時(shí)不會(huì)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)但當(dāng)速度在1m/s以下時(shí)節(jié)流效應(yīng)和逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象恰好相反通過這些現(xiàn)象確定了進(jìn)入火區(qū)的臨界速度是1m/s，并總結(jié)出了火災(zāi)時(shí)期產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)和逆流現(xiàn)象形成的環(huán)境[4]。中國礦業(yè)大學(xué)于19911994年期間，對(duì)巷道火災(zāi)進(jìn)行了全面次的研究探尋了相關(guān)參數(shù)的變化特點(diǎn)并得出煙流放熱及局部火風(fēng)壓等，在研究過程中他們?cè)诃h(huán)境下模擬豎井火災(zāi)并對(duì)不同的燃燒物進(jìn)行分析研究[16]礦井火災(zāi)時(shí)期數(shù)值模擬計(jì)算研究現(xiàn)70年他們又對(duì)MTU-BOM進(jìn)行了更新，更新后的程序可以對(duì)輸入有誤的內(nèi)容進(jìn)行判斷和檢法國的斯蒙德(E.Smode)[20]實(shí)現(xiàn)了溫度與火災(zāi)模擬的融合，模擬出了火災(zāi)溫度瞬時(shí)狀態(tài)。1985年波蘭的鳩仁斯基(W.Dziurzynski)博士和特魯特溫(W.Trutwin)教授[21]編寫了POZAR程序，該程序可以對(duì)不穩(wěn)定的、火源及圍巖熱交換進(jìn)行瞬息模擬。在國內(nèi)，從1985年起，幾所知名大學(xué)及煤炭先后對(duì)礦井火災(zāi)狀態(tài)進(jìn)行19881989MTUIBM4341中型機(jī)IBMPC[22]FIRES過將火災(zāi)的實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合的方式，模擬出火災(zāi)時(shí)期序，并把結(jié)果直接顯示在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖上。1992C語言，設(shè)計(jì)中的流動(dòng)狀態(tài)程序[23]。1995SIMPLE算法和二方程模式的湍流模型，速度分布情況[24]MTUCFIRE軟件，以改進(jìn)用戶界面及快速插入模擬計(jì)算等方面[25]。1989HZD系統(tǒng)，該礦井應(yīng)急避災(zāi)路徑模擬現(xiàn)、[28]在《Dijkstra算法在井下逃生培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用》中，結(jié)合礦井實(shí)際需等人[29]，針對(duì)井下巷道平面網(wǎng)絡(luò)的特殊性對(duì)Dijkstra算法進(jìn)行改進(jìn)，即通過限制、間；在《K則最優(yōu)路徑在礦井水害避災(zāi)中的應(yīng)用研究》一文中，成韶輝等人[30]基于巷道并利用C#編程語言實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)路徑的獲??；等人[31]在《基于Dijkstra的煤礦井下N條避災(zāi)路線；等人[32]在《基于避險(xiǎn)設(shè)施的火災(zāi)救援及避災(zāi)路線算法》中，利用VC#.net、SQLServer和地理信息系統(tǒng)構(gòu)建了基于避險(xiǎn)設(shè)施的礦井火災(zāi)應(yīng)急救援系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)的實(shí)Dijkstra算法中引入避險(xiǎn)效率的等價(jià)權(quán)因子，通過該算法求解最優(yōu)路徑宗元元[35]《面向礦井突水避險(xiǎn)的雙向搜索多最優(yōu)路徑算法中，礦井火災(zāi)應(yīng)急救援研究現(xiàn)1986年通過了應(yīng)急救援律修，并于1987年設(shè)立了緊急事務(wù)管，其中應(yīng)急救援體系構(gòu)建方面海波[36]《中國應(yīng)急預(yù)案體系結(jié)構(gòu)與功能一文中，，從預(yù)案演練展示向發(fā)現(xiàn)問題改變[39]《我國應(yīng)急體系建設(shè)中的問題探討與對(duì)策》研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路本通過對(duì)礦井火災(zāi)相關(guān)文獻(xiàn)、基礎(chǔ)理論知識(shí)的分析及整理，擬采用計(jì)算機(jī)技術(shù)采用FluentDijkstra算法作為適用于礦井環(huán)境的相對(duì)最優(yōu)路徑算法，并利用計(jì)算機(jī)編利用程序設(shè)計(jì)語言VisualBasic6.0及數(shù)據(jù)庫SQLServer，建立與實(shí)際需求相符合1.1影因影因礦井火災(zāi)數(shù)值模最優(yōu)路徑分通行最優(yōu)路徑算避災(zāi)路徑選取原現(xiàn)場調(diào)相關(guān)理論基文獻(xiàn)分礦井火災(zāi)特散規(guī)燒特礦礦井火災(zāi)最優(yōu)避災(zāi)路礦井火災(zāi)應(yīng)急救援管理體礦井火災(zāi)應(yīng)急救援信息系軟SQL數(shù)據(jù)礦井火災(zāi)應(yīng)急救援理結(jié)果分Dijkstra算1.1Fig.1.1MainTechnical礦井火災(zāi)燃燒及巷道變化規(guī)律研礦井火災(zāi)燃燒特礦井火災(zāi)燃燒過形式來傳遞熱量，進(jìn)而保證繼續(xù)燃燒，整個(gè)燃燒過程中生成的揮發(fā)分會(huì)被全部消完[43。富氧燃燒對(duì)氧氣的需求比較小，火勢小，火勢蔓延比較慢并且所涉及的范圍比較小，這造成了氧氣剩余；富燃燒，火源燃燒的過程中，一方面會(huì)產(chǎn)生具有揮發(fā)對(duì)其他的可燃物產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其溫度升高。另一方面，通過一定的方式加熱可的氧氣量較少。高溫預(yù)混可燃?xì)怏w一般可作為火源下風(fēng)側(cè)煙流，如果在旁側(cè)中含足量的氧氣，很容易發(fā)生新的火源，即為“跳蛙現(xiàn)象”[44。礦井巷道火災(zāi)特礦井煙氣產(chǎn)生與性CO、CO2、SO2、氮的氧化物和硫化氫。致通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)，所以巷道火災(zāi)的危害性更大。巷道火災(zāi)紊亂規(guī)律分巷道火災(zāi)紊亂現(xiàn)象分在礦井發(fā)生火災(zāi)時(shí)，在火災(zāi)和煙氣的共同作用下，巷道內(nèi)的流動(dòng)方向和流量發(fā)生改變導(dǎo)致有害的煙氣混入中最終導(dǎo)致事故的進(jìn)一步發(fā)展加重人員傷亡，此現(xiàn)象為紊亂。紊亂的基本形式主要有兩種，即煙流逆退和逆轉(zhuǎn)[48]。頂部圍巖的阻礙而在頂部，并沿巷道方向蔓延，煙流的方向與進(jìn)風(fēng)方向相反時(shí)被稱度隨著垂直距離的增加由大變小，當(dāng)垂直距離處于狀態(tài)時(shí)，流速降為零。高溫火煙653 21153426風(fēng)段e1e3、e6、e7地面排煙，653 21153426（a）上行 （b）下行圖2.1主干風(fēng)路逆Fig.2.1Trunkventilationairductbackfiowof氣體也 著巷道上風(fēng)側(cè)滅火的救護(hù)隊(duì)員，使其不得不中斷滅作；其中高有害氣體極有可能進(jìn)入風(fēng)巷，導(dǎo)致可燃物產(chǎn)生回燃及現(xiàn)象，使事故的影響及損的氣壓，導(dǎo)致局部通風(fēng)系統(tǒng)受到影響，而改變巷道內(nèi)的方向。如果礦井分支內(nèi)的風(fēng)流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，會(huì)導(dǎo)致有害氣體進(jìn)入進(jìn)風(fēng)巷，引起火災(zāi)的蔓延，與此同時(shí)，的逆轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)救災(zāi)人員帶來更大的。在礦井火災(zāi)時(shí)期，常見的逆轉(zhuǎn)風(fēng)路有旁側(cè)支路和旁側(cè)支路的逆巷道上行通風(fēng)主干風(fēng)路發(fā)生火災(zāi)后，一般主干風(fēng)路不會(huì)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，原因是火風(fēng)壓的作用風(fēng)向與機(jī)械通風(fēng)作用的方向是相同的，并且在火風(fēng)壓的作用下，在端的風(fēng)量也會(huì)增加。但在其旁側(cè)支，會(huì)經(jīng)受相反的作用，端的風(fēng)量減少甚至?xí)霈F(xiàn)逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。2.361為進(jìn)風(fēng)節(jié)點(diǎn)，e4為角聯(lián)分支。若面，如圖2.2(a)。顯然火源所在的風(fēng)路e1，e3，e6，e7，為主干風(fēng)路，而其余的風(fēng)路e2，支路e4的逆轉(zhuǎn)。如圖2.2(b)，旁側(cè)支路e4的逆轉(zhuǎn)火煙將波及e2，e5，危害更為嚴(yán)重，在上行火災(zāi)時(shí)，這種形式的紊亂最易發(fā)生。6653421653421（a）正常情 （b）發(fā)生旁側(cè)逆圖2.2旁側(cè)支路的逆Fig.2.2Branchbypass下行通風(fēng)主干風(fēng)路的逆內(nèi)的方向會(huì)發(fā)生變化出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象容易造成已窒息的火區(qū)的回燃甚至引起。2.3e4e4，e2，e1流53 216動(dòng)如圖2.3（a。但是，火勢的迅猛發(fā)展使得著火巷道回風(fēng)側(cè)e4，e3，e1產(chǎn)生大量的高溫2.3（b，53 2166653421（a）正常情 （b）下行圖2.3下行通風(fēng)主干風(fēng)路的逆Fig.2.4Trunkdownwardventilationairflow因此，如果想要使在火災(zāi)發(fā)生過程中維持一定的穩(wěn)定性，就必須避免方向巷道火災(zāi)紊亂原因分巷道火災(zāi)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的高溫?zé)熈髋c巷道壁面存在對(duì)流和輻射換熱，使巷道內(nèi)的火災(zāi)煙流出現(xiàn)復(fù)雜的不穩(wěn)定流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)的現(xiàn)象，造成巷道紊亂。都會(huì)引起礦井的紊亂[43]?；痫L(fēng)壓的數(shù)學(xué)Z

hF

z2

g9.8ms2kgm3。②火風(fēng)壓形成的三個(gè)必要條件：密度變化差、重力場和垂直高差，三者火焰的局部阻煙流逆轉(zhuǎn)臨界風(fēng)速分Danzier、KennedyHeseldenFroude數(shù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)Froude數(shù)來表征其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：FgH g

2r2rFr

gQcc

0當(dāng)Fr≤4.5，煙氣逆流現(xiàn)象，同時(shí)考慮到坡度修正，即可得到Kennedy臨界風(fēng) gQHvckgk 0cpATT

0cp

2

A 其中，vc為臨界風(fēng)速，m/s；cp空氣的定壓比熱，J(molK；Qc對(duì)流換熱量，kw0g重力加速度，ms2H為斷面凈高，m；TK；T是周圍空氣溫度，gradekk=0.610巷道火災(zāi)煙流溫度變化規(guī)1000具性、破壞性，會(huì)在一定程度上造成受困人員和救援人員的傷亡并對(duì)井下設(shè)備造成嚴(yán)重影響，因此研究巷道內(nèi)火災(zāi)煙流溫度的變化規(guī)律是十分重要的。能的損耗和質(zhì)量的變化，建立最高溫度的能量方程式為[2,48]：

Jmg

T

Jmg

exphULr

U p式中，T1—火區(qū)進(jìn)風(fēng)口的溫度，KJLrmUmTaKm—的質(zhì)量流量，KJsh—與巷道壁面的不穩(wěn)定熱傳導(dǎo)系數(shù)，Wm2Kcp—的定壓比熱，KJKgKqr—單位長度、單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入的熱量，KJms cpT11scpT2

式中，cp—定壓比熱，KJKgKT1、T2K；v1、v2ms；s—單位質(zhì)量所吸收的熱量，JKg。ssqL

式中，M—質(zhì)量流量，KgsqJmsLm將其帶入上式，在不考慮動(dòng)能的影響下，確 溫度增量為TTT

式中，T—流過火區(qū)的溫度增加量，K

cpQJmsAm21—火區(qū)上風(fēng)側(cè)的密度，Kgm31本章小火災(zāi)規(guī)模呈正相關(guān)，同火區(qū)上側(cè)速度、密度以及巷道截面面積呈負(fù)相關(guān)?；贔luent的巷道火災(zāi)數(shù)值模擬研Fluent軟件簡Fluent是由Fluent公司于1983推出的CFD軟件，是目前較為全面的流體計(jì)算軟件。Fluent軟件采用有限容積法，可選擇一階迎風(fēng)、二階迎風(fēng)、中心差分、冪指數(shù)以QUICK等格式。Fluent是用C語言寫的，具有很大的靈活性與能力，使用/Server結(jié)構(gòu)，具有可以通過交互界面菜單界面來完成用戶界面是用Scheme語言及LISPdialect寫成的。Fluent可模擬流體流動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)、傳熱傳質(zhì)和其他復(fù)雜物理現(xiàn)象，適用于各個(gè)領(lǐng)數(shù)值方法以及強(qiáng)大的處理功能。作為設(shè)計(jì)工具，F(xiàn)luent在水利工程、土木工程、環(huán)境工Fluent3.1數(shù)數(shù)值模擬步前置處理it模擬軟建立幾何模導(dǎo)入并檢網(wǎng)格文輸出文件計(jì)算求初始化流設(shè)置邊界條設(shè)置材料屬輸出網(wǎng)格文指定邊界類及數(shù)學(xué)模劃分網(wǎng)3.1FluentFig.3.1Solvingstepsof火災(zāi)模擬的數(shù)學(xué)模型分基本守方

i式中ii

量變化率與該流體在該段時(shí)間內(nèi)受到力的總和相等。按照這一定律，可導(dǎo)出x、y和z三udivu?div(gradu)-p

vdivv?div(gradv)-

wdivw?div(gradw)-p

p是流體微元體上的壓力，guad()()

，S

TTdivT?div(kgradT)T

cp是比熱容，Tk

性作用流體機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能的部分，有時(shí)簡稱

各組分遵守組分質(zhì)量守恒定律表示在一個(gè)特定的系統(tǒng)內(nèi)，多種化學(xué)組分式中，cs為組分s的體積濃度，cs為該組分的質(zhì)量濃度，DsSs湍流模并用雷諾數(shù)（Reyllolds）來判定流體的流動(dòng)狀態(tài)，計(jì)算為：ReUL。當(dāng)雷諾2300400023004000之間流體處于不穩(wěn)定時(shí)期。研究表明：湍流是一種隨機(jī)的、非定常三維有10001300之間。針對(duì)流體湍流狀態(tài)的模擬，F(xiàn)luent數(shù)值模擬軟件中包含了很多湍流數(shù)學(xué)計(jì)算模型，3.2Fig.3.2Turbulencemathematicalmodeluuuiuj2

ukk

3ki t3k

xi

t

式中：t為渦粘系數(shù)；ui、uj為時(shí)均速度；ij為克羅內(nèi)爾數(shù)；k為紊流動(dòng)能。渦粘系數(shù)t由三個(gè)方程模型：零方程模型、一方程模型、兩方程模型確定[55]。對(duì)比渦粘模型中的三種模型：標(biāo)準(zhǔn)k模型RNGk模型。標(biāo)準(zhǔn)k模型是通RNGk模型在很大程度上解決了這些問題，考慮了湍流漩渦，通過在方程中加一個(gè)條件，RNGk(k)(uik)

k

GY

x

keffx

j j(

(u

(GCG)C

R

x

effx 1

3

式中：C1=1.42，C2=1.68；和k是擴(kuò)散方程和湍流動(dòng)能方程的湍流數(shù)，S和組分輸送及化學(xué)反應(yīng)（燃燒）?；馂?zāi)煙氣是巷道火災(zāi)模擬的重要組成部分。Fluent5種模擬煙氣變3.1。3.1組分輸送及化學(xué)反應(yīng)（燃燒）Table.3.1Transmissioncomponentsandchemicalreaction(burning)model巷道火災(zāi)數(shù)值模擬研物理模型的建輸送模型處理，啟用湍流模型、P1輻射模型，模擬火災(zāi)燃燒過程。設(shè)水平單巷道截面為半圓拱，巷道高為3m，寬為3m，巷道長度為80m。發(fā)火點(diǎn)位于距巷道20m處底部中點(diǎn)，火焰設(shè)定為半徑為1m的圓形區(qū)域。簡化后的幾何3.3、3.4所示。3.3Fig.3.3Transverseprofileofroadway網(wǎng)格參

3.4Fig.3.43dmodelof巷道物理模型的建模和網(wǎng)格的劃分置處理器Gambit中完成，由于巷道區(qū)域與行局部，細(xì)化火源微小區(qū)域，對(duì)梯度變化較小的巷道區(qū)域采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（六面體網(wǎng)格）以達(dá)到計(jì)算精確性。網(wǎng)格總數(shù)為。如圖.5、3.6所示：3.5Fig.3.5Meshingfor3.6Fig.3.6Meshingpartialencryptionfortunnel初始邊界條件設(shè)1）邊界條，速度分別設(shè)為1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s，溫度為300K，物質(zhì)為空氣，表壓力為0，考慮重力影響，加速度值取-9.81m/s2。由于巷道發(fā)生火災(zāi)時(shí)會(huì)出現(xiàn)紊2320，因此模擬時(shí)選用湍流模型?；谏衔膶?duì)湍流模FluentRNGk模型。處湍流參數(shù)計(jì)算如下：，k

1CDkin20.03,CD

00.03m2.5W/m2K。0C

nK

巷道火災(zāi)具有非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，基于本主要研究煙流在巷道中的擴(kuò)散處理為水力直徑lm的恒定高溫?zé)熈?，污染混合物成分為CO、CO2、HCL，火源溫1000K。巷道火災(zāi)模擬結(jié)果分c火源熱釋放率和火災(zāi)規(guī)模滿足u1.97Q1558]20MWc巷道模型高度為3m，環(huán)境密度為1.2巷道面積為12.14m2，定壓比熱容為1010J/(kg·K)，坡度因子為1，水力高度為3m，環(huán)境溫度為298K，火源無量綱為0.133，根據(jù)第二章臨界風(fēng)速計(jì)算得出臨界風(fēng)速為1.968m/s。Fluent90s內(nèi)溫度、速度、污染物濃度的分布及變化情況，并從橫向和縱向分析對(duì)比模 3.71.0m/s時(shí)，10sFig.3.7Roadwaywindspeedis1.0m/s,velocityconditionsoftunnelafter10圖3.7為風(fēng)速為1.0m/s，縱斷面X=0處火災(zāi)發(fā)生10s內(nèi)的速度變化情況，由圖可看出，火災(zāi)發(fā)生1s后，火區(qū)下風(fēng)側(cè)速度開始增大，火源中心最快速度達(dá)到10m/s，火源上風(fēng)側(cè)速度變化不明顯。隨著時(shí)間推移，火源對(duì)流經(jīng)過高溫區(qū)域時(shí)，受到高溫?zé)熈髯龉τ绊?，火區(qū)上風(fēng)側(cè)速度逐漸開始增大，火區(qū)下風(fēng)側(cè)沿巷道頂板方向移動(dòng)，且在接近頂板時(shí)風(fēng)速達(dá)到最大，在其下方風(fēng)速受高溫 3.81.5m/s時(shí)，10sFig.3.8Roadwaywindspeedis1.5m/s,velocityconditionsoftunnelafter10圖3.8為風(fēng)速為1.5m/s，縱斷面X=0處火災(zāi)發(fā)生10s內(nèi)的速度變化情況，由圖可看3s6m/s，火區(qū)下風(fēng)側(cè)風(fēng)速微小增加，在2.0m/s~3.0m/s之間5s10s內(nèi)，火源中心最高溫度增大到9.6m/s，下風(fēng)側(cè)速度開始 3.92.0m/s時(shí)，10sFig.3.9Roadwaywindspeedis2.0m/s,velocityconditionsoftunnelafter103.9為風(fēng)速為2.0m/s縱斷面X=0處火災(zāi)發(fā)生10s內(nèi)的速度變化情況由圖可知， 3.101.0m/s時(shí)，10sFig.3.10Roadwaywindspeedis1.0m/s,temperatureconditionsoftunnelafter10如上圖3.10所示，由風(fēng)速1.0m/s，巷道10s內(nèi)溫度云圖可知，火源中心在1s時(shí)達(dá)到3s時(shí)到達(dá)巷道頂板3m處，且鑒于速度較小，導(dǎo)致煙流在火區(qū)上風(fēng)側(cè)和下風(fēng)側(cè) 3.111.5m/s時(shí)，10sFig.3.11Roadwaywindspeedis1.5m/s,temperatureconditionsoftunnelafter101.5m/s，10s3.1高溫度點(diǎn)開始向火區(qū)下側(cè)移動(dòng)，火焰沿頂板向火源兩側(cè)偏移，且方向溫度變化梯度較大，溫度在整個(gè)巷道內(nèi)呈現(xiàn)分層現(xiàn)象，從頂板到底面溫度逐漸降低，接近頂板處的溫700量傳遞給巷道壁，此時(shí)巷道內(nèi)煙流溫度降低。 3.122.0m/s時(shí)，10sFig.3.12Roadwaywindspeedis2.0m/s,temperatureconditionsoftunnelafter10如圖3.12所示，根據(jù)風(fēng)速2.0m/s，巷道10s內(nèi)溫度變化云圖可得，火源在此風(fēng)速的作用下最高溫度區(qū)域較小，且沿著方向偏離原始發(fā)火位置。在10s時(shí)煙氣回流現(xiàn)象不明顯，基本隨方向移動(dòng)，火源下側(cè)煙區(qū)溫度有所下降，因此可推斷出當(dāng)通風(fēng)速度 3.131.0m/s時(shí)，10sFig.3.13Roadwaywindspeedis1.0m/s,pollutantsconcentrationconditionsoftunnelafter103.131.0m/s10sCOHCLCO2是煙氣中的主要成分，通過污染物濃度分布情況可以反映出煙氣在巷道中的擴(kuò)散規(guī) 3.141.5m/s時(shí)，10sFig.3.14Roadwaywindspeedis1.5m/s,pollutantsconcentrationconditionsoftunnelafter10由上圖3.14可知，風(fēng)速為1.5m/s時(shí)，巷道火災(zāi)發(fā)生10s內(nèi)，煙氣沿頂板擴(kuò)散，火災(zāi)10s時(shí)出現(xiàn)分層。 3.152.0m/s時(shí)，10sFig.3.15Roadwaywindspeedis2.0m/s,pollutantsconcentrationconditionsoftunnelafter10圖3.15為風(fēng)速2.0m/s，火災(zāi)發(fā)生10s內(nèi)的污染物濃度變化情況，由圖可知，煙氣在風(fēng)速的作用下基本沿頂板向方向偏移，并在10s時(shí)污染物濃度有明顯降低。 3.16不同巷道風(fēng)速，30sFig.3.16Differentwindspeedofroadway,velocityconditionsoftunnelcenterafter30 3.17不同巷道風(fēng)速，60sFig.3.17Differentwindspeedofroadway,velocityconditionsoftunnelcenterafter60 3.18不同巷道風(fēng)速，90sFig.3.18Differentwindspeedofroadway,velocityconditionsoftunnelcenterafter90當(dāng)巷道風(fēng)速分別取1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s，縱向斷面X=0T=30s、T=60s、T=90s及火區(qū)下風(fēng)側(cè)，巷道上部風(fēng)速的增加。當(dāng)速度為1.0m/s，T=30s時(shí)火區(qū)下風(fēng)側(cè)沿巷道頂板方向出現(xiàn)一段高速區(qū)速度達(dá)到5.5m/s當(dāng)速度為1.0m/sT=60s時(shí)，區(qū)域最高速度在4.5m/s左右；當(dāng)速度為1.0m/s，T=90s，火區(qū)上風(fēng)側(cè)高速區(qū)的風(fēng)速增加到5.0m/s，火區(qū)下風(fēng)側(cè)高速區(qū)的風(fēng)速降低至4m/s，但隨著巷道處風(fēng)速的增大，巷道整體速度呈現(xiàn)遞減趨勢，高速區(qū)的速度都有所減小，同時(shí)火源中心位置處 3.19不同巷道風(fēng)速，30sFig.3.19Differentwindspeedofroadway,temperatureconditionsoftunnelcenterafter30 3.20不同巷道風(fēng)速，60sFig.3.20Differentwindspeedofroadway,temperatureconditionsoftunnelcenterafter60 3.21不同巷道風(fēng)速，90sFig.3.21Differentwindspeedofroadway,temperatureconditionsoftunnelcenterafter903.19、3.20、3.2130s時(shí)，煙氣主要存在700KT=90s500K左右。對(duì)比三個(gè)不同速度，當(dāng)1.0m/s20m1.5m/s時(shí)，當(dāng)風(fēng)速取2.0m/s時(shí)，煙流回流現(xiàn)象明顯減弱，煙氣基本沿方向向火區(qū)下風(fēng)側(cè)擴(kuò)散。因此，可得出當(dāng)巷道通風(fēng)速度增大時(shí)，煙氣回流現(xiàn)象減輕，若速度繼續(xù)增大到一定水平“T”型巷道火災(zāi)模進(jìn)風(fēng)巷長度為50m，回風(fēng)巷長度為50m，獨(dú)頭巷長度為50m。發(fā)火點(diǎn)位于距巷道入口25m處底部中心，火焰面積設(shè)定為水利直徑為1m的恒定高溫?zé)煔?。簡化后的幾何?.22、3.23所示。3.22Fig.3.22Transverseprofileofroadway3.23Fig.3.233dmodelof 。如圖.24、3.25。3.24Fig.3.24Meshingfor3.25Fig.3.25LocalrefinementgridofT=30s，T=60s，T=120s時(shí)速度、溫度和污染物的分布情況。3.26T=30s,Y=1.5Fig.3.26Velocitydistributionin3.28T=30s,Y=1.5Fig.3.28TemperatureVelocitydistributionin

3.27T=30s,X=0Fig.3.27Velocitydistributionin3.30T=30s,Y=1.5Fig.3.30Pollutantsconcentrationin 3.29T=30s,X=0Fig.3.29TemperatureVelocitydistributionin

3.31T=30s,X=0況Fig.3.31Pollutantsconcentrationin30s，5處速度分布圖、溫度分布圖、污染物濃3.26-3.31著巷道的延伸呈現(xiàn)規(guī)律性逐漸遞增趨勢，且從巷道頂板到巷道底面越來越大，并在巷道5.46m/060m~80m1670K960K30s域，且濃度在此區(qū)域呈現(xiàn)由逐漸遞增到逐漸遞減的趨勢，有明顯的分層現(xiàn)象，即巷道上1m1.35%。3.32T=60s,Y=1.5Fig.3.32Velocitydistributionin

3.34T=60s,Y=1.5Fig.3.34TemperatureVelocitydistributionin3.33T=60s,X=0Fig.3.33Velocitydistributionin3.36T=60s,Y=1.5處污染物濃度分布情況Fig.3.36Pollutantsconcentrationin

3.35T=60s,X=0Fig.3.35TemperatureVelocitydistributioninT=60s,X=03.37T=60s,X=0Fig.3.37Pollutantsconcentrationin60s，5處速度分布圖、溫度分布圖、污染物濃度分布圖如上圖3.32-3.37所示由圖可以看出此刻巷道內(nèi)速度沿著方向逐遞增，在出口處速度達(dá)到最大，但與30s時(shí)巷道內(nèi)速度相比，整體風(fēng)速變化范圍6.29m/s圖可以看出，中心處速度要高于接近壁面處速度，且越接近巷道出口中心處速度越高。獨(dú)頭巷道區(qū)域內(nèi)風(fēng)速為0。隨著時(shí)間的推移，高溫區(qū)域擴(kuò)大，其影響范圍沿方向向60m150-1630K之間。由溫度橫截面圖可以看出，在巷道“366-432K污染范圍也有所擴(kuò)大，在巷道出口處靠近地面位置污染物濃度達(dá)到最大，且濃度范圍在1%~1.26之間。 3.38T=120s,Y=1.5Fig.3.38Velocitydistributionin3.40T=120s,Y=1.5處溫度分布情況Fig.3.40TemperatureVelocitydistributionin3.42T=120s,Y=1.5處污染物濃度分布情Fig.3.42Pollutantsconcentrationin

3.39T=120s,X=0Fig.3.39Velocitydistributionin3.41T=120s,X=0Fig.3.41TemperatureVelocitydistributionin3.43T=120s,X=0Fig.3.43PollutantsconcentrationinT=120sX=0，Y=1.5處速度分布圖、溫度分布圖、污染物濃度分布圖如3.38-3.4360s時(shí)有所減小，高速6.3m/s左右?！癟60s時(shí)巷道溫度變化情況相差不大，最高溫度保持在1500K-1630K之間，但從橫向切面圖上可以看出，巷道“T”形連1.24%。本章小90s內(nèi)風(fēng)速、溫度以及污染物濃度的分布情況，從縱向和橫向分析對(duì)比火源隨時(shí)間的變化規(guī)律以及煙流擴(kuò)散特點(diǎn)；同時(shí)還建立了水平“T”型巷道物理模型，模擬風(fēng)速1.5m/sT=30sT=60s，T=120s時(shí)的發(fā)展變化過程。巷道火災(zāi)的數(shù)值模礦井火災(zāi)時(shí)期應(yīng)急避災(zāi)最優(yōu)路徑選礦井火災(zāi)應(yīng)急避災(zāi)路徑選擇原應(yīng)急避災(zāi)路線的可通溫度作為影響巷道可通行的關(guān)鍵條件，可以以“軍事化礦山救護(hù)隊(duì)?wèi)?zhàn)斗行動(dòng)準(zhǔn)則”第802min；9mi5mi℃5mi[]根據(jù)上述規(guī)定，得到允許通行時(shí)間和巷道溫度的曲線方程為：式中t

=601.85e0

t

1.812e0

人員逃生及巷道通行影響因巷道通行難易度影響系易度影響系數(shù)i：井下受災(zāi)區(qū)域人員密度系數(shù)巷道截面寬度與高度影響系數(shù)巷道中物個(gè)數(shù)對(duì)通過難易程度影響系數(shù)巷道火災(zāi)煙氣濃度影響系數(shù)溫度對(duì)通行影響的難易度系數(shù)風(fēng)速對(duì)通行影響的難易度系數(shù)泥濘程度對(duì)通行影響的難易度系數(shù)巷道坡度對(duì)通行影響的難易度系數(shù)計(jì)算出各巷道在影響因素下所對(duì)應(yīng)的通行難易度影響系數(shù)i(Eij)[61]：

)T(Eij)t(Eij

t(Eij式中：T(EijEij所用時(shí)間；t(Eij在無該因素影響下通過巷Eij所用時(shí)間。計(jì)算巷道當(dāng)量長Eij的實(shí)際長度為l(EijEij所對(duì)應(yīng)通行難易度影響系數(shù)為i(EijEij的當(dāng)nLEijl(Eij)i(Eijn

礦井火災(zāi)逃生安全地點(diǎn)的選出全部的4.14.1Table.4.1Passageoftunnelfire前后存在尚可通行的巷沒有可通行的巷下的緊急避險(xiǎn)設(shè)備一方面盡快杜絕外來的高溫?zé)煔庥泻Φ臍怏w另一方面，最優(yōu)路徑的計(jì)算和選最優(yōu)路徑算法簡DijkstraDijkstra的。該算法可以求出給定的賦權(quán)有向圖G(VE,W)中任意兩點(diǎn)間具有最小權(quán)的路徑。s號(hào)設(shè)為pjlj)其中正整數(shù)pj是從起點(diǎn)s到點(diǎn)j的目前最短路徑中j點(diǎn)的前一點(diǎn)，lj是從起點(diǎn)sj的最短路權(quán)（P標(biāo)號(hào)）或最短路權(quán)的上界（T標(biāo)號(hào)。Pj表示從起點(diǎn)s到點(diǎn)j最短路權(quán)的固定標(biāo)號(hào)，Tj表示從起點(diǎn)sj最短路權(quán)上界的臨時(shí)標(biāo)號(hào)，Si表示在第iPs到有向圖中其它各點(diǎn)的最短路徑算法的基（1）初始化。令SiS0s

ps為空，P(sls0；所有其他點(diǎn)設(shè)置為Tjlj,pjskskP

k,

EjSijkj的距離，若TjP(klkj，則令TjP(klkj,pjk。式中，lkj是從點(diǎn)k到j(luò)的直接連接距離（權(quán)重。標(biāo)記下一個(gè)點(diǎn)。從所有未標(biāo)記的節(jié)點(diǎn)中，選取T(j)T(tminTj)。t點(diǎn)就是被選為要標(biāo)記的點(diǎn)，如果T(t，則把點(diǎn)t的T標(biāo)號(hào)，即令T(tP(t，同時(shí)令Si1SiUt，對(duì)k找出點(diǎn)的tt的點(diǎn)t*ptt*如果所有的點(diǎn)都己標(biāo)記，即SiV，此時(shí)ljPj，則算法結(jié)束；否則，跳轉(zhuǎn)DijkstraDijkstra執(zhí)行，不斷重復(fù)此步驟直至搜索完圖中的所有頂點(diǎn)?？梢钥闯鯠ijkstra算法的執(zhí)行效率路徑圖，則Dijkstra算法的執(zhí)行效率就會(huì)相對(duì)較低。由于路徑圖中的每個(gè)頂點(diǎn)都需要被Dijkstra算法最大的弊端。具有盲目性及缺乏針對(duì)性，工作量大大減少。A*算法用表示為f(n)g(n)h(n)，其中f(n)是從初始點(diǎn)經(jīng)由節(jié)點(diǎn)n到目標(biāo)點(diǎn)的估價(jià)函數(shù)g(n)是在狀態(tài)空間中從初始節(jié)點(diǎn)到n節(jié)點(diǎn)的實(shí)際代價(jià)，h(n是從nFloydFloyd算法是一種用于尋找給定的圖中多源點(diǎn)之間最短路徑的算法，其求得的FloydFloyd算法的基本原理如下[64-設(shè)n階鄰接矩陣Dd(i,j)，d(i,j代表兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離i和j不直接相連，則d(i,j)=，同時(shí)規(guī)定d(i,j)0。由于最優(yōu)路徑必定會(huì)經(jīng)過n個(gè)節(jié)點(diǎn)當(dāng)中的部分點(diǎn)，因此該算法的思想是依次從這n個(gè)節(jié)點(diǎn)中選擇節(jié)點(diǎn)k假定最優(yōu)路徑經(jīng)過節(jié)點(diǎn)k則比d(ijd(ikd(kj)的大?。╠(ik)d(k,j)是已經(jīng)求得的最優(yōu)路徑，若d(ijd(ikd(kj，則保持d(i,j)的值不變，繼續(xù)搜索下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，若d(ijd(ikd(kj，則將d(i,j)d(ikd(k,j，并記載最優(yōu)路徑上的點(diǎn)k，繼續(xù)考,Floyd算法只可用于任路徑排序不合實(shí)際，演變進(jìn)程中可出現(xiàn)不合法通過模擬自然界螞蟻通過無意識(shí)尋優(yōu)行為來優(yōu)化其生存狀態(tài)以適應(yīng)生存環(huán)境需要[66]。，物蟻群中的通信和協(xié)調(diào)依靠一種叫做信息素（Pheromone）的化學(xué)物質(zhì)來進(jìn)行螞蟻，礦井火災(zāi)最優(yōu)路徑算法與數(shù)學(xué)模結(jié)合上述對(duì)各種最優(yōu)路徑算法優(yōu)缺點(diǎn)的分析，以及礦井火災(zāi)的實(shí)際情況，選擇DijkstraGwnwnwLw

GwLwLw

NLinw,nk,nwlw

NLi為通路Li的始點(diǎn)lw為火災(zāi)分支nk為lw的始節(jié)點(diǎn)nw為lw的末節(jié)點(diǎn)Dijkstra算法對(duì)有向圖的假設(shè)GNL,W，NL表示分支示：GsGNiNj范圍GsNjLsLsLs

NLinw,nw,nsls,nsNj,NjGs

LsD(Li

D(Li)D(Li1)...D(Ln),LiLs

Lmins

DminsD(Li),LiLs

DijkstraNi和安全區(qū)域內(nèi)指定NjLs；D(LinwNsnwNs所有線路的當(dāng)量長度；求解第一條最短路徑L1，檢查路段當(dāng)量長度是否標(biāo)記為無窮，如果標(biāo)記，說明LsLi條路，將原路徑網(wǎng)絡(luò)GNL,W變?yōu)镚i，求取GiNiNjLsLsLsNs中的某點(diǎn)使nwNs加和當(dāng)量長度為8NiNj本章小算法，A*算法，F(xiàn)loyd算法，生物仿生算法，分析對(duì)比它們存在的利弊，最后基于礦井Dijkstra法作為實(shí)現(xiàn)礦井火災(zāi)避災(zāi)路礦井火災(zāi)應(yīng)急救援信息系統(tǒng)開發(fā)研礦井火災(zāi)應(yīng)急救援體“5.1所示。應(yīng)應(yīng)急保法律機(jī)運(yùn)行機(jī)組織機(jī)礦井火災(zāi)應(yīng)急救援體規(guī)規(guī)標(biāo)法條應(yīng)應(yīng)急救援實(shí)5.1Fig.5.1Rescuesystemoftheminefire順利開展的重要依據(jù)。主要的構(gòu)成包括機(jī)關(guān)通過的法律條例《安全生產(chǎn)礦井火災(zāi)應(yīng)急救援預(yù)煤礦火災(zāi)應(yīng)急救援預(yù)礦井地礦概從業(yè)人火災(zāi)事故類事故類型和害程度分危害程度分火災(zāi)應(yīng)急置基本原礦組織機(jī)及職應(yīng)急織體預(yù)防信息礦井地礦概從業(yè)人火災(zāi)事故類事故類型和害程度分危害程度分火災(zāi)應(yīng)急置基本原礦組織機(jī)及職應(yīng)急織體預(yù)防信息告程響應(yīng)分應(yīng)急響 響應(yīng)程信息公處置措后期處應(yīng)急資保 備保應(yīng)急附 備保通風(fēng)系統(tǒng)安 監(jiān)測裝備避災(zāi)路線行5.2Fig.5.2Prencontentoftheminefireemergency煤礦火災(zāi)處置基本原則及措及時(shí)對(duì)事故外逸的有害物質(zhì)和可能影響火災(zāi)救援行動(dòng)的物質(zhì)予以清除排現(xiàn)場，消除隱患，防止次生事故的發(fā)生對(duì)人員的危害和對(duì)井下環(huán)境的污染；原因，發(fā)展經(jīng)過以及事故性質(zhì)，確定火災(zāi)等級(jí)，查明人員傷亡情況。煤礦火災(zāi)應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)及職5.3應(yīng)急應(yīng)急救援組織機(jī)應(yīng)急救現(xiàn)場應(yīng)急救援指揮應(yīng)急救援支持與保5.3Fig.5.3Organizationsofemergency表5.1應(yīng)急救援職、Table.5.1Responsibilityofemergencyrescue、案是否啟動(dòng)制定營救人員和處理事故的計(jì)總工程師、安監(jiān)處揮營救人員和處理事故的計(jì)劃，完成應(yīng)急救援動(dòng)救護(hù)大隊(duì)救、、

面指揮救護(hù)隊(duì)和輔助救護(hù)隊(duì)，根據(jù)人員營救和處理事故計(jì)劃規(guī)定的任務(wù)，完成對(duì)災(zāi)區(qū)遇難人員的援救和事警 后 負(fù)責(zé)事故發(fā)生后的人員疏散 和維持秩序等工善后處理

負(fù)責(zé)傷亡人員家屬安撫 、理通風(fēng) 通風(fēng) 安全撤退 生產(chǎn)調(diào)度指揮中心

生產(chǎn)調(diào)度指揮中心

醫(yī)療救護(hù) 后 負(fù)責(zé)對(duì)受傷人員的醫(yī)療救

后勤保障中

安全督導(dǎo) 煤礦火災(zāi)應(yīng)急救援響應(yīng)程

負(fù) 核實(shí)事故性質(zhì)、原因，追查事故責(zé)任 5.4所示。故信息后及時(shí)將情況匯報(bào)給值班值班對(duì)災(zāi)情進(jìn)行估測初步確定響應(yīng)級(jí)別1人（含）以上輕傷的事故。Ⅱ級(jí)響應(yīng)：造成1～2人重傷或的事故。警戒5.4Fig.5.4Emergencyresponseproceduresofmine5.4.1）為例，建立該礦火災(zāi)應(yīng)急救援預(yù)案。④盡量防止向發(fā)火地點(diǎn)進(jìn)行氧氣的供應(yīng)，可以采用均壓等⑥對(duì)火區(qū)撤除時(shí)，必須注意避免火災(zāi)復(fù)燃CO m水平東A9煤層掘進(jìn)面→石門→ m水平車場→混合提升斜迎頭→7305順槽→七采回風(fēng)集中巷→七采回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷→1307運(yùn)順聯(lián)絡(luò)巷→北1#聯(lián)絡(luò)巷→北翼一部機(jī)道→副井→地面東A6煤層采煤工作面→ m水平東A6煤層巷→石門→1915m水平車1303運(yùn)順巷→十采軌道集中巷→十采底車場→南翼軌道大巷→-430礦井火災(zāi)應(yīng)急救援系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)急救援系統(tǒng)設(shè)計(jì)目VisualBasic6.0開發(fā)速度快，能很好的與其他應(yīng)用程序進(jìn)行信息傳遞的特點(diǎn)，選擇VB6.0作為前臺(tái)開發(fā)工具，通過SQLServer建立能穩(wěn)定，CPU3G以上，擁有較大內(nèi)存及硬盤容量，以防止數(shù)據(jù)的丟失。1.4G128M20G以上，最好具有SQLServer2000windows2000IE6.0以/（C/S模型一是實(shí)現(xiàn)避災(zāi)路徑的巷道信息；二是利用ADO技術(shù)，通過數(shù)據(jù)庫應(yīng)急救援相VisualBasic6.0實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)急救援管理，為軟件工程提供了一種高效的、可的系統(tǒng)輸查輸查礦井火災(zāi)應(yīng)急救援信息系界面VisualBasic6.0平

中間數(shù)查數(shù)查SQLServer數(shù)5.5Fig.5.5Structurediagramof5.5所示。應(yīng)急資應(yīng)急資源信息火災(zāi)隱患管火災(zāi)預(yù)案錄預(yù)案管預(yù)案文件管礦井火災(zāi)預(yù)輔助單位信應(yīng)急成事故現(xiàn)場副指組織機(jī)全體人員職總指揮信息應(yīng)急預(yù)案自動(dòng)生模擬演應(yīng)急響應(yīng)程序上應(yīng)急任務(wù)分避災(zāi)路徑生避災(zāi)路避災(zāi)路徑優(yōu)軟上點(diǎn)系統(tǒng)幫組系統(tǒng)幫組合查培訓(xùn)教Fig.5.6Chartofsystemfunction路徑，同時(shí)以礦圖形式清晰的呈現(xiàn)出根據(jù)應(yīng)急救援預(yù)案而制定的避災(zāi)路徑以及通過Dijkstra用于功能運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題在于找到合理有效其數(shù)據(jù)則使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQLServer來管理其部分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容見下表5.25.3、5.2Table.5.2DataattributesofthesystemofNot5.3Table.5.3InformationdataofNot5.4Table.5.4nelresponsibilitiesofemergencyNot5.5Table.5.5TableofemergencyNot5.6Table.5.6TableoftheemergencyresponseNotNot管理層人員可憑進(jìn)入該系統(tǒng)進(jìn)行操作控制管理普通用戶只能查詢和瀏覽相關(guān)信息，5.7。5.7Fig.5.7LogininterfaceoftheSever數(shù)據(jù)庫引擎啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源，部分代碼如下：<li<li<ul<li><spanclass="left">用戶名：</span<span<selectname="user"id="Text1"size="1"style="width:100px;<%get_user_options0<li><spanclass="left"></spanspan<INPUTclass="textBox"id="pwdtype="password"size="20"name="pwd">if(check($("#user"),"用戶名不得為空"))returnif(check($("#pwd"),"不得為空"))returnfalse;return本系統(tǒng)通過VB編程技術(shù)和SQLServer數(shù)據(jù)庫來系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)功能模塊，在系5.8VB編程頁面來實(shí)現(xiàn)的，其中主要代碼如下：DimmAsNewMathHelper\'somerotationandcalculationfunctionsDimlAsNewLineController\'thelineofviewhelperDimvAsNewVelocityController\'movementDimbCountAsBoolean\'flag,usedforthetimerdelay

\'calculatetheanglebetweenstartandendVal(Text3.Text),Val(Text4.Text)))\'calculatetheanglebetween2MsgBox"Distance:"&Format(d),,"Distancebetween2Points"printf("s:%d",for(i=1;i<VertexNum;if(Distance[i]==X)printf("*");elseprintf("%3d",Distance[i]);PrivateFunctionDrawLine(x1AsLong,y1AsLong,x2AsLong,y2AsLong)As\'drawsadiretlinefromx1,y1tox2,y2andreturnsfalse,iftheline\'throughwalls.Thelineispaintedredon是D是D(Li是否為否計(jì)算Ls中各當(dāng)D(Li)NjGD(Li)i iss5.8Fig.5.8Theflowchartofsolvingtheemergencydisasteroftheoptimal礦井火災(zāi)應(yīng)急救援系統(tǒng)功能與應(yīng)井。2016年計(jì)劃產(chǎn)量80萬t，計(jì)劃總進(jìn)尺5000m，無開拓進(jìn)尺；采煤工作面主要集中在70t3400m；采煤工作面主要集中在、、采區(qū)等地330、230采區(qū)等地點(diǎn)。201870t，計(jì)劃總進(jìn)1700m；采煤工作面主要集中在、、采區(qū)等地點(diǎn)，掘進(jìn)工作面主要集中在730采區(qū)。，類型為復(fù)雜型，礦井屬于瓦斯礦井，瓦斯絕對(duì)涌出量5.61m3/min、相對(duì)涌出量2.74m3/t，CO2絕對(duì)涌出量3.74m3/min、相對(duì)涌出量1.83m3/t，存在發(fā)生瓦斯的性；3煤層自然發(fā)火期為3-6個(gè)月，最短發(fā)火期31天，屬Ⅱ類自燃煤層。礦井主提升系統(tǒng)為立井提升，提升任務(wù)重，主系統(tǒng)采用DT-100系列膠帶輸送機(jī)系統(tǒng)存在戰(zhàn)線長、，5.9Fig.5.9Maininterfaceofthe災(zāi)隱患管理和應(yīng)急資源的信息庫。點(diǎn)擊礦井火災(zāi)預(yù)案，就會(huì)出現(xiàn)下圖框，在列表中word”按鈕5.10所示。5.10Fig.5.10Interfaceoftheminefire5.11、5.12：5.11Fig.5.11Interfaceofminefirenfile5.12Fig.5.12Interfaceofuploadminefireemergency火災(zāi)預(yù)案錄入欄主要是對(duì)礦井火災(zāi)動(dòng)態(tài)、處理辦法和預(yù)案進(jìn)行及時(shí)更新，使人5.13：5.13Fig.5.13Interfaceofentringminefire用戶處理火災(zāi)事故時(shí)，能找到相應(yīng)，提高事故處理效率。對(duì)于該模塊，管理員可5.14、5.15所示。5.14Fig.5.14Interfaceofchiefinformationof5.15Fig.5.15Interfaceofemployee的部分，主要將最優(yōu)路徑算法與VB技術(shù)相結(jié)合，通過簡單操作，計(jì)算出最優(yōu)化基于葛亭煤礦實(shí)際巷道參數(shù)及第四章巷道當(dāng)量長度計(jì)算，可以得到各個(gè)巷道5.75.7Table.5.7Equivalentlengthof巷道名 巷 當(dāng)代 長回風(fēng) 集中大 回風(fēng)平 回風(fēng) 6

區(qū)段平 2 聯(lián)絡(luò) 回風(fēng) 聯(lián)絡(luò)

25.7巷道當(dāng)量長度（續(xù)Table.5.7Equivalentlengthofroadway 巷道名 巷 當(dāng)代 長

代 長

巷道名 巷 當(dāng)代 長輔運(yùn)大輔運(yùn)大 軌道上 中 輔運(yùn)大 軌道上 區(qū) 輔運(yùn)大 軌道上 區(qū) 總回風(fēng) 聯(lián)絡(luò)斜 區(qū) 總回風(fēng) 工作 聯(lián)絡(luò) 總回風(fēng) 回風(fēng)大 避難硐 總回風(fēng) 聯(lián)絡(luò) 本文以葛亭煤礦工作面（53）5.165.16Fig.5.16Ventilationnetworkgraphof在避災(zāi)路徑優(yōu)選功能中，調(diào)運(yùn)計(jì)算路徑，通過導(dǎo)入信息按鈕可以對(duì)巷道相關(guān)信5.17-5.21Fig.5.17Interfaceofimporting5.18Fig.5.18Interfaceofcalculatingtheoptimal5.19Fig.5.19Interfaceofentringroadway5.20Fig.5.20Interfaceofcalculatingequivalent5.21Fig.5.21Interfaceofpathoptimizationtoavoid避災(zāi)路徑生成主要實(shí)現(xiàn)了在礦井地圖上清晰呈現(xiàn)避災(zāi)路徑的功能。該模塊利用影響因素發(fā)生改變，而一般路徑已避災(zāi)要求時(shí)，通過上述避災(zāi)路徑優(yōu)選而確定5.23。5.22Fig.5.22Interfaceofpathgenerationofemergencydisaster5.23Fig.5.23Interfaceofemergencydisaster5.24所示。5.24Fig.5.24Interfaceofemergencytask培訓(xùn)教育模塊主要包括點(diǎn)播、、上傳、培訓(xùn)資料上傳和培訓(xùn)故發(fā)生時(shí)能對(duì)事故進(jìn)行緊急處理的目的，而點(diǎn)播是一種更為形象、直觀的培訓(xùn)教育5.25所示。圖5.25點(diǎn)播界Fig.5.25Interfaceof援方案，同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)會(huì)議，為煤礦安全管理工作提供方便。界面如5.26所示。圖5.26界Fig.5.26Interfaceoflive本章小本章分析了礦井火災(zāi)應(yīng)急救援管理體系，并以