[发明专利]一种人疏-烟流动耦合仿真的矿井火灾风险评估方法

权利要求书

1.一种人疏-烟流动耦合仿真的矿井火灾风险评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、计算矿井巷道发生火灾时烟气流动状态，并获取烟气流动状况和烟气状态参数；

二、通过蒙特卡罗方法建立人员疏散模型；

三、计算火灾烟气有效毒气量；

四、计算确定人体生命健康值；

五、耦合火灾时期人员逃生和巷道烟气流动仿真并判断人员疏散情况。

2.根据权利要求书1所述的一种人疏-烟流动耦合仿真的矿井火灾风险评估方法，其特征在于：步骤一中，通过矿井巷道网络解算巷道火灾烟气流动状态，其步骤有：

通过矿井通风网络解算，单个分支巷道风流能量平衡方程为：

（1）

通过积分获得回路平衡方程：

（2）

通过对上述公式作进一步简化可得简易数学形式：

（3）

式中：自然风压NVP可以表示为：

（4）

（5）

式中：a_mi是通风网络图基本回路矩阵，a_ij是a_mi的转置矩阵；

式中：表示平均速度作为空间和时间的函数，g是重力加速度；m/s； 代表水平面，m；代表密度，kg/m³； 代表压力，Pa； 代表每单位长度的压降pa/m； 代表局部阻力压降，Pa； 代表风机压力，Pa；和代表狄拉克函数；

烟气浓度与空气流量之比作为矿井巷道烟气浓度其表达式为：

（6）

矿井巷道火灾烟流排放量通过下式计算求得：

（7）

根据烟流最高温度的能量守恒模型法，并结合差分法巷道烟流温度计算公式为：

（8）

其中：在烟气蔓延范围内巷道烟流温度分布按下式计算：

在水平巷道沿程烟流温度的计算公式为：

（9）

在倾斜巷道沿程烟流温度的计算公式为：

（10）

式中：D(s,t)代表弥散系数、ϭ(s,t)代表单位时间单位长度烟气排放量、µ₀-火区入风端风速，m/s，T-距火区x m处温度，k、T₀-火区入风端风流的温度，k、a_b-烟流与巷道物体间的不稳定传热系数，w/(m²·℃)、T_a-巷道围岩的原始温度，K、J-巷道坡度、m₀-入风端风流的质量流量，kg/s、m_m-出风端风流的质量流量，kg/s、x-距火区入风端的距离，m、c_p-定压比热（风流1.004、烟流1.050），KJ/（kg.k）、U-巷道周长，m、L_r-火区长度，m、q_r-燃烧强度，kJ/(m·s)。