.1550 北京科技大学学报 第35卷 属性两个方面，以时间为序对每一元胞状态和属性 自30930至31110方向)，火源处燃烧温度为800℃. 变化进行动态展示，进而实现火灾燃烧与蔓延过程 燃烧产生的烟气成分本文仅考虑C0.该矿-140中 的动态可视化. 段图如图1所示. 4.1可视化流程 基于元胞自动机的井巷火灾可视化仿真流程 为： (1)在井巷可视化的基础上，进行井巷空间网 格的划分： (2)确定火源位置，设定仿真时间步长，同时通 图1某矿-140m中段图 过相关数据计算火灾火源热释放量和烟气产生量： Fig.1 -140 m center section drawing of a mine (3)在通风解算基础上，按时间步长动态更新 火灾所引起的各风路压力、风速、风量等参数，并 4.3井巷火灾温度分布可视化 以此为基础计算巷道通风对火源燃烧和烟气蔓延的 图2为运输平巷中心面的温度分布变化可视 影响： 化效果图.当t=5min时，温度500℃以上的火 (4)基于井巷火源燃烧模型和烟流蔓延模型， 源区长度为10m,火灾影响的巷道长度为60m. 按时间步长动态更新巷道元胞状态参数，编程绘制 随着火源燃烧持续，燃烧产生的热烟气不断涌入巷 以不同颜色与灰度等级标识的火灾温度与烟流浓度 道，使得整个巷道温度逐渐升高.t=l0min时，温度 的动态发展变化，从而实现井巷火灾的可视化仿真. 500℃以上的火源区长度为23m,火灾影响的巷道 4.2数据准备 长度为89m:t=20min时，温度500℃以上的火源 以中国某典型地下和矿山为例，进行火灾元胞自 区长度为38m,火灾影响的巷道长度为135m:t= 动机模型的可视化实现.火灾发生前，井巷风流温 30mim时，温度500℃以上的火源区长度 度20℃.巷道岩壁设为绝热边界，即风流不与巷道 为47m,火灾影响的巷道长度为169m,且 壁发生热交换.火灾由-140m中段运输平巷中电 火源上游影响长度58m,火源下游影响长度 气引火导致运输巷道中胶带燃烧造成.火源位于空 111m.可见火灾发生30min内，人员在火源上 间位置(30990m,22070m,-140m)处.火源强度 游58m外、火源下游111m外不会受到火灾温度 为500kW,在通风情况下（通风风流为x正向，即 造成的伤害 温度/℃ 巷道轴/m 800 30930309503097030990310103103031050 310703109031110 700 t5 min 600 30930309503097030990310103103031050310703109031110 500 10 min 400 30930309503097030990310103103031050310703109031110 300 200 -20 min 30930 3095030970309903101031030310503107031090 31110 100 0 =30 min 图2火灾巷道温度分布 Fig.2 Temperature distribution in the fire tunnel· 1550 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 属性两个方面，以时间为序对每一元胞状态和属性 变化进行动态展示，进而实现火灾燃烧与蔓延过程 的动态可视化. 4.1 可视化流程 基于元胞自动机的井巷火灾可视化仿真流程 为： (1) 在井巷可视化的基础上，进行井巷空间网 格的划分； (2) 确定火源位置，设定仿真时间步长，同时通 过相关数据计算火灾火源热释放量和烟气产生量； (3) 在通风解算基础上，按时间步长动态更新 火灾所引起的各风路压力、风速、风量等参数，并 以此为基础计算巷道通风对火源燃烧和烟气蔓延的 影响； (4) 基于井巷火源燃烧模型和烟流蔓延模型， 按时间步长动态更新巷道元胞状态参数，编程绘制 以不同颜色与灰度等级标识的火灾温度与烟流浓度 的动态发展变化，从而实现井巷火灾的可视化仿真. 4.2 数据准备 以中国某典型地下矿山为例，进行火灾元胞自 动机模型的可视化实现. 火灾发生前，井巷风流温 度 20 ℃. 巷道岩壁设为绝热边界，即风流不与巷道 壁发生热交换. 火灾由 –140 m 中段运输平巷中电 气引火导致运输巷道中胶带燃烧造成. 火源位于空 间位置 (30990 m，22070 m，–140 m) 处. 火源强度 为 500 kW，在通风情况下 (通风风流为 x 正向，即 自 30930 至 31110 方向)，火源处燃烧温度为 800 ℃. 燃烧产生的烟气成分本文仅考虑 CO. 该矿 –140 中 段图如图 1 所示. 图 1 某矿 –140 m 中段图 Fig.1 –140 m center section drawing of a mine 4.3 井巷火灾温度分布可视化 图 2 为运输平巷中心面的温度分布变化可视 化效果图. 当 t=5 min 时，温度 500 ℃以上的火 源区长度为 10 m，火灾影响的巷道长度为 60 m. 随着火源燃烧持续，燃烧产生的热烟气不断涌入巷 道，使得整个巷道温度逐渐升高.t=10 min 时，温度 500 ℃以上的火源区长度为 23 m，火灾影响的巷道 长度为 89 m；t=20 min 时，温度 500 ℃以上的火源 区长度为 38 m，火灾影响的巷道长度为 135 m；t= 30 min 时， 温度 500 ℃以上的火源区长度 为 47 m， 火灾影响的巷道长度为 169 m， 且 火源上游影响长度 58 m， 火源下游影响长度 111 m. 可见火灾发生 30 min 内，人员在火源上 游 58 m 外、火源下游 111 m 外不会受到火灾温度 造成的伤害. 图 2 火灾巷道温度分布 Fig.2 Temperature distribution in the fire tunnel