Experimental research into the behavior of ventilation air around shafts during a fire

火災時における立坑周辺の通気挙動に関する実験的研究

井上 雅弘*; 日高 祐樹*; 山上 光憲; 畠山 信也; 奥園 昭彦*; 坂井 哲郎*

Inoue, Masahiro*; Hidaka, Yuki*; Yamakami, Mitsunori; Hatakeyama, Nobuya; Okuzono, Akihiko*; Sakai, Tetsuo*

坑内の火災時の安全確保は重要である。しかし立坑周辺で火災が発生した場合についての研究はほとんど例がなく、火災ガスの挙動についてもほとんどわかっていない。このため本研究では立坑周辺で火災が発生した場合の通気挙動に関する模型実験を行った。実験模型は2本の立坑とこれをつなぐ3本の水平坑道、及び立坑底からの排気坑道からなる。坑道断面はどれも同じで0.20.2mの正方形である。立坑の高さは約3.4m。水平坑道はどれも長さ1.5mであり、垂直位置が異なる。また、これらの水平坑道には、風門が設置されており、風量を調節できるようになっている。火災ガスの挙動は、風速計,温度計,レーザーによる可視化などで測定した。火災が発生すると、下向き通気の立坑では、壁面に沿って高温の火災ガスが上昇し、ある時期に突然通気が逆転する様子が見られた。また、火災前と風向が逆転し、予期しない箇所にまで火災ガスが到達する場合が多く見られた。風速が小さい場合には入気立坑全体の風向が逆転し、排気となる現象も確認できた。

A series of experimental study using a scaled model concerning the behavior of ventilation air during a mine fire was carried out. The model consists of two vertical shafts, three horizontal ducts and a exhaust fan. The cross section of the shaft and duct is 0.2m square. The height of the shafts is 3.4m. The length of the ducts is 1.5m. The airflow rate can be adjusted by regulators installed in each duct. The behavior of the fire gas was measured by anemometer, thermometer, and visualized image using laser light. Some amount of fire gas of high temperature rose upward gradually along the shaft wall regardless of the downward ventilation. Then the direction of main ventilation air suddenly reversed upward in the shaft. The direction of ventilation reversed in many places in the model and the fire gas reached even the part not anticipated. It was also found that the direction of ventilation in the shaft reversed upward entirely when the initial velocity of the airflow was small.