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Experiments and the computer simulation of the behavior of ventilation air around shafts during a mine fire

坑内火災時の立坑周辺における通気挙動に関する実験及びシミュレーション

井上 雅弘*; 中場 希*; 山西 毅; 山上 正憲*; 畠山 信也; 山崎 雅直; 坂井 哲郎*; 奥園 昭彦*

Inoue, Masahiro*; Nakaba, Nozomi*; Yamanishi, Takeshi; Yamakami, Masanori*; Hatakeyama, Nobuya; Yamazaki, Masanao; Sakai, Tetsuo*; Okuzono, Akihiko*

坑内火災で発生する高温の火災ガスは、それ自体人体に極めて有害であり重大災害の原因となる。さらに、火災ガスは通気への浮力効果、絞り効果、及び天井に沿う逆流などを引き起こし、坑内通気を大きく変化させる。この結果、それまで火災の風上に位置し、火災ガスが来るはずがないと認識されている箇所にも火災ガスが到達することがある。立坑のように高度差が大きい箇所の周辺ではこの現象が顕著であり、一層重大災害につながりやすい。これを防止するためには、坑内火災発生時の通気変化を正しく予測し、効果的な通気制御を行うことが重要である。しかしながら、従来このような箇所での火災による通気変動は余り検討されていない。このため、本研究では火災時の立坑周辺での通気変動を模型実験により検討し、火災時には通気が大きく変化することを確認し、通気制御の効果についても検討した。また、通気変動をシミュレートするためのコンピュータ・プログラムを作成し、十分な精度と実用的な時間で実行できることを確認した。本論文ではこれらの結果について報告する。

The fire gas generated by a mine fire changes ventilation system by the buoyancy and the throttling effect, the adverse airflow along the roadway ceiling. As the result, the fire gas can reach upwind areas where was thought that the fire gas will never reach. These phenomena are remarkable around shafts which have large altitude differences. In order to prevent the accidents, it is important to make an accurate prediction of the behavior of ventilation air during a mine fire and the effective control of the ventilation air. However, this behavior has not been studied well so far. For this reason, the authors studied this behavior using a scaled model experiments and ascertained the major change of ventilation air. Then the effect of ventilation air control was studied. Following the results, a computer program to simulate the behavior of the fire gas by CFD method. It was confirmed that the program shows sufficient accuracy within the practical calculation time.

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