расчет теплового режима выработок. Расчет теплового режима выработок в зоне пожара

• Название: Расчет теплового режима выработок в зоне пожара
• Анкор: расчет теплового режима выработок
• Дата: 01.11.2020
• Размер: 158.5 Kb.
• Имя файла: RGZ_No1_RASChET_TEPLOVOGO_REZhIMA_VYRABOTOK (1).doc
• Тип: Документы; #147192

1. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ВЫРАБОТОК

В ЗОНЕ ПОЖАРА
1.1. ОСОБЕННОСТИ ПОЖАРОВ В СКВОЗНЫХ ВЫРАБОТКАХ БОЛЬШОЙ ПРОТЯЖЕННОСТИ

Условия ликвидации пожаров в сквозных выработках, к которым относятся квершлаги, транспортные, конвейерные и вентиля­ционные штреки, характеризуются следующими особенностями:

• 
  при пожарах в подобных выработках их прямое тушение возможно лишь со стороны свежей струи воздуха;
  
• 
  в выработках такого типа обычно проходит значительное количество воздуха, что способствует быстрому распространению пожара и продуктов горения по вентиляционной струе;
  
• 
  возможность взрыва метана при пожарах на исходящей струе или при распространении огня на выемочные участки;
  
• 
  вывод людей по исходящей струе затруднен из-за высокой температуры и задымленности.
  

В подобных условиях решающее значение имеет возможность своевременного определения характеристик пожара и тепловых параметров воздушной струи по ходу его распространения для Своевременного спасения людей, локализации очага возгорания и эффективного применения средств и способов тушения.

К основным характеристикам развившегося пожара необходимо отнести:

• 
  среднюю скорость перемещения очага по выработке;
  
• 
  максимальную и среднюю температуры пожарных газов в Очаге горения и на заданном удалении от него;
  
• 
  длину зоны горящей крепи в выработке;
  
• 
  расстояние, на котором определяется температура воздуха; При этом могут быть заданы различные величины температур, исходя из условий работ.
  

Для решения задачи по определению этих параметров используются эмпирические зависимости и расчетные формулы.
1.2 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАЗВИВШЕГОСЯ ЭКЗОГЕННОГО ПОЖАРА

Тепловые параметры вентиляционной струи при пожаре в горизонтальных выработках определяются с учетом следующих исходных данных:

1. 
   скорость вентиляционной струи в выработке перед очагом пожара, м/с;
   
2. 
   расход воздуха в выработке Q, м³/мин;
   
3. 
   длина выработки L, м;
   
4. 
   площадь сечения выработки S, м²;
   
5. 
   периметр выработки П, м;
   
6. 
   время с начала пожара τ, мин;
   
7. 
   глубина, на которой пройдена выработка H, м;
   
8. 
   глубина зоны постоянной температуры h₀, м;
   
9. 
   постоянная годовая температура пород t₀, ⁰C;
   
10. 
    геотермический градиент для данного района r, м/⁰С .
    

Методика расчетов состоит в определении следующих величин:

1.Скорость вентиляционной струи в выработке перед очагом пожара.



2.Максимальная температура пожарных газов в очаге пожара.



3.Средняя температура пожарных газов в очаге пожара



4.Средняя скорость перемещения очага пожара по выработке



5.Возможная длина зоны горения крепи



6.Температура горных пород в месте пожара



7.Температура пожарных газов на расстоянии L от очага пожара



где - коэффициент теплоотдачи, , кДж/(кг °С);

-весовой расход воздуха , кг/ч;

- плотность воздуха кг/м³;

С_р - средняя теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С)


(рис.1)
8.Расстояния, на которых задаются определенные температуры t_x (рис.1).


9.Строится график зависимости t_x = f(L_x).
1.2. ПРИМЕР РАСЧЕТА ТЕПЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОЖАРА

Исходные данные:

1.Расход воздуха в выработке Q=250 м³/мин.

2.Площадь сечения выработки S=12 м².

3.Длина выработки L=100 м.

4.Периметр выработки П=16 м.

5.Время от начала пожара т=20 мин.

6.Глубина, на которой пройдена выработка, H=800 м.

7.Глубина зоны постоянной температуры h₀=50 м.

8.Постоянная годовая температура пород t₀=13 °С.

9.Геотермический градиент для данного района =60 м/°С.
Рассчитать тепловые параметры вентиляционной струи в выработке, в которой возник пожар.

Решение

1.Скорость вентиляционной струи в выработке перед очагом

м/с.

2.Максимальная температура пожарных газов в очаге пожара

°С

3.Средняя температура пожарных газов в очаге пожара
°С

4.Средняя скорость перемещения очага пожара по выработке

м/ч

5.Возможная длина зоны горения крепи

м

6.Температура горных пород в месте пожара

°С

7.Температура пожарных газов на расстоянии L от очага пожара



°C
где

кДж/(кг °С);

кг/ч;

=1,29кг/м³;

1,002 кДж/(кг °С).
8.Расстояния L_x ,на которых задаются определенные температуры:

t_x1=500°С- температура, при которой возможен взрыв газовой смеси;

t_x2 = 250°С - температура, при которой возможно загорание деревянных элементов крепи;

t_x3=40°С - температура, допустимая при работе в респираторе;

t_x4 = 26 °С- нормальная температура.








9.График зависимости t_x=f(L_x) представлен на рис.1.
Приложение А

Варианты заданий по РГЗ № 1 «Расчет тепловых параметров экзогенного пожара»

Вариант	Q, м3/мин	S, м2	L, м	П, м	τ, мин	H, м	h0, м	t0, C0	r, м/С0
1	400	4	100	6	10	300	40	10	50
2	410	6	150	8	15	350	42	11	51
3	420	8	200	10	20	400	44	12	52
4	430	10	250	12	25	450	46	13	53
5	440	12	300	14	30	500	48	14	54
6	450	14	350	16	35	550	50	15	55
7	460	4	400	6	40	600	52	10	56
8	470	6	450	8	45	650	54	11	57
9	480	8	500	10	50	700	56	12	58
10	490	10	550	12	55	750	58	13	59
11	500	12	600	14	60	750	60	14	60
12	510	14	650	16	10	300	40	15	50
13	520	4	700	6	15	350	42	10	51
14	530	6	250	8	20	400	44	11	52
15	540	8	300	10	25	450	46	12	53
16	550	10	350	12	30	500	48	13	54
17	560	12	400	14	35	550	50	14	55
18	570	14	450	16	40	600	52	15	56
19	580	6	500	8	45	650	54	10	57
20	590	8	550	10	50	700	56	11	58
21	600	10	600	12	55	750	58	12	59
22	610	12	650	14	60	800	60	13	60
23	620	14	700	16	30	750	65	14	61
24	630	16	750	18	40	700	70	15	65
25	640	18	800	20	20	950	72	10	62