第8期 金龙哲等：井下避难硐室压风供氧分布规律研究 ·1011· 20.96r (a) 19320 20.95 19.30 20.94 芝1928 19.26 20.93 19.24 20.92 ￥19.22 20.91 19.20 20.90 … 25 0.80 1.35 1.90 245 3.00 1925 0.80 1.35 1.90 2.45 3.00 位置m 位置m 图9压风方案一(a)及方案二(b)中垂线上氧气体积分数散点图 Fig.9 Oxygen volume fraction scatter diagrams in the perpendicular bisector for Scheme 1 (a)and Scheme 2 (b) 表2井下压风供氧方式下试验与模拟结果对比表 0.209%0.241%0.272%0.304%0.336%0.368%0.400%0.421% Table 2 Contrast table between test and the simulation results about air pressure supply 测点试验02体积分数/%模拟02体积分数/%相对误差/% 测点1 20.72 21.01 1.40 图10压风方案一y=1.3m二氧化碳体积分数等值线图 测点2 20.39 20.90 2.50 Fig.10 Carbon dioxide volume isogram at y=1.3 m for Scheme 1 测点3 20.25 20.89 3.16 测点4 20.50 20.99 2.39 实际需要开启)，对某煤矿避难硐室进行16h,100 人压风供氧试验，并对酮室内的氧气浓度等参数 进行监测.该载人试验在酮室内布置测点如图11 4结论 所示. (1)本文计算和预测了避难硐室中压风供氧阶 0.52 段的主要扰动源，并设计了两种压风管路对比方案 050 空0.48 (2)通过模拟结果，本文得出在压风供氧下设 备布置及尺寸设计的最优方案及其压风供氧下的氧 气和二氧化碳分布规律 0.40 08 (3)在与现场载人试验各测点的对比中，压风 06 供氧时氧气体积分数平均误差为2.36%，可验证模 0.34 0.32 特tee 拟过程的可靠性. 0.30 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.53.0 (4)本文所提出的最优压风氧气管路布置方案 位置m 可以考虑在实际工程中进行应用. 图11压风方案一中垂线上二氧化碳体积分数散点图 Fig.11 Carbon dioxide volume fraction scatter diagram in the per- 参考文献 pendicular bisector for Scheme 1 0] Sun J P.The key technologies of the refuge chamber and rescue 本文以避难硐室生存区为研究对象，选取对人 capsule in the underground coal mine.J China Coal Soc,2011, 36(5):713 体影响最大的测点1~4作为对比分析对象，由于载 (孙继平.煤矿井下避难酮室与救生舱关键技术研究.煤炭学 人试验中压风供氧管路与本文的最优压风供氧管路 报，2011,36(5)：713) 尺寸及布气孔数量相似，且载人试验中测点位置高 2] Zhao B,Lin B R,Li X T.Comparison of methods for predicting 更接近1.8m,因此选取试验过程稳定状态时间内 indoor air distribution.Heating Ventilating Conditioning,2002, 氧气在各测点处的平均值，与图7左侧等值线图相 31(4):82 同位置处的氧气体积分数值进行对比分析.根据表 (赵彬，林波荣，李先庭.室内空气分布的预测方法及比较 暖通空调，2002,31(4)：82) 2的对比结果，可知氧气体积分数的模拟结果和试 State Administration of Work Safety,State Administration of Coal 验结果相似，其平均误差为2.36%，因此可验证最 mine safety.Coal mine underground emergency system construc- 优压风供氧方案的可行性. tion management interim provisions.China Coal Newspaper,2011-第 8 期 金龙哲等: 井下避难硐室压风供氧分布规律研究 图 9 压风方案一( a) 及方案二( b) 中垂线上氧气体积分数散点图 Fig． 9 Oxygen volume fraction scatter diagrams in the perpendicular bisector for Scheme 1 ( a) and Scheme 2 ( b) 图 10 压风方案一 y = 1. 3 m 二氧化碳体积分数等值线图 Fig． 10 Carbon dioxide volume isogram at y = 1. 3 m for Scheme 1 实际需要开启) ，对某煤矿避难硐室进行 16 h，100 人压风供氧试验，并对硐室内的氧气浓度等参数 进行监测． 该载人试验在硐室内布置测点如图 11 所示． 图 11 压风方案一中垂线上二氧化碳体积分数散点图 Fig． 11 Carbon dioxide volume fraction scatter diagram in the per￾pendicular bisector for Scheme 1 本文以避难硐室生存区为研究对象，选取对人 体影响最大的测点 1 ～ 4 作为对比分析对象，由于载 人试验中压风供氧管路与本文的最优压风供氧管路 尺寸及布气孔数量相似，且载人试验中测点位置高 更接近 1. 8 m，因此选取试验过程稳定状态时间内 氧气在各测点处的平均值，与图 7 左侧等值线图相 同位置处的氧气体积分数值进行对比分析． 根据表 2 的对比结果，可知氧气体积分数的模拟结果和试 验结果相似，其平均误差为 2. 36% ，因此可验证最 优压风供氧方案的可行性． 表 2 井下压风供氧方式下试验与模拟结果对比表 Table 2 Contrast table between test and the simulation results about air pressure supply 测点 试验 O2体积分数/% 模拟 O2体积分数/% 相对误差/% 测点 1 20. 72 21. 01 1. 40 测点 2 20. 39 20. 90 2. 50 测点 3 20. 25 20. 89 3. 16 测点 4 20. 50 20. 99 2. 39 4 结论 ( 1) 本文计算和预测了避难硐室中压风供氧阶 段的主要扰动源，并设计了两种压风管路对比方案． ( 2) 通过模拟结果，本文得出在压风供氧下设 备布置及尺寸设计的最优方案及其压风供氧下的氧 气和二氧化碳分布规律． ( 3) 在与现场载人试验各测点的对比中，压风 供氧时氧气体积分数平均误差为 2. 36% ，可验证模 拟过程的可靠性． ( 4) 本文所提出的最优压风氧气管路布置方案 可以考虑在实际工程中进行应用． 参 考 文 献 ［1］ Sun J P． The key technologies of the refuge chamber and rescue capsule in the underground coal mine． J China Coal Soc，2011， 36( 5) : 713 ( 孙继平． 煤矿井下避难硐室与救生舱关键技术研究． 煤炭学 报，2011，36( 5) : 713) ［2］ Zhao B，Lin B Ｒ，Li X T． Comparison of methods for predicting indoor air distribution． Heating Ventilating ＆ Conditioning，2002， 31( 4) : 82 ( 赵彬，林波荣，李先庭． 室内空气分布的预测方法及比较． 暖通空调，2002，31( 4) : 82) ［3］ State Administration of Work Safety，State Administration of Coal mine safety． Coal mine underground emergency system construc￾tion management interim provisions． China Coal Newspaper，2011- · 1101 ·