第18章 动态模拟(高级版)
18.4爆炸污染物动态模拟

Ventsim2使用爆炸体积复原法来计算按照一定衰减率扩散到矿井空气中的初始污染物体积。该方法要求每次爆破都要估计复原体积系数和初始复原污染物单位体积浓度。

在实际爆炸中大型爆炸比小型爆炸趋向于产生更集中更多的污染物体积量。结果,很可能低估爆炸气体浓度或污染物最终排放的时间。

Ventsim3.0爆炸污染物动态模拟更为自动化的方法并且污染物动态模拟的理论认为,任何爆炸气体(基于爆炸量系数)最初爆炸后将立即污染附近一定体积的空气。

不再是全力计算初始体积值,根据CHASM咨询公司关于真实井下爆炸气体释放的实际测量经验证明纯爆破气体与周围环境气体混合的速率基于连续对数衰减。

当爆炸气体进入矿井风路时,通风系统必须将该污染气体经由其它巷道移除至回风井。新鲜风流移除污染物及各种气体的速度取决于从爆炸区域进入和流出风流的效率(在Ventsim系统中用色散系数表示)。

例如,在一个开放的自由流动的具有足够新鲜风流的模型中,污染气体和烟雾将有望很快被新鲜空气驱动而迅速排出。

如果有盲巷,采区风筒通风,如果风筒损坏或离掘进面较远,由于新鲜风量不能有效的到达工作面,污染气体将排出的很缓慢。

Ventsim 系统会根据爆炸尺寸和扩散系数自动计算爆炸气体的起始浓度。该值在编辑对话框中显示为估算值。

总之,Ventsim3.0在很多方面与Ventsim2.0类似,但对于大型的爆炸,气体起始浓度会高于用户判断值,最终排除的时间可能要更短。

扩散率 Ventsim系统采用对数级数衰变来判断爆炸气体混合进入空气的比例。衰变级数采用0-10的系数作为控制对数衰变率的差量。

扩散系数为无量纲系数使用矩形动力系统描述气体移动的扩散率。例如,定义系数‘2’将会以系数‘1’的两倍爆炸气体开始扩散到空气中。

定义系数‘4’将会以系数‘2’的两倍爆炸气体开始扩散到空气中更多有毒物。从某种主管意义上来说(1代表很慢10代表很快)同时建议矿方使用气体探测仪获取合理的不同情况的扩散率数据。

一旦Ventsim系统采用该爆炸结果数据进行模拟,该系数将会更有力的帮助判断其余区域。

扩散率 可以用Smoke按钮设置污染物、爆炸浓度、数量,也可以在编辑对话框中修改。无限制的动态源可以在模型中设置,每个源都有不同的爆炸尺寸及排除速度(例如同时模拟很多掘进头和火源熄灭点)。

爆炸气体释放设置 爆炸气体释放量速度可以在“污染物模拟”中设置。释放量速度的缺省值基于每千克爆炸物(按照ORICA测量法)产生的一氧化碳千克数。

         该释放量系数也可以修改或用作代表其它类型气体。输入的浓度单位可以设置更换为任意其它的浓度单位(如%、ppm、mg/m3等等)。

         单位名称也可以在“设置-污染物”章节中修改。污染物模拟可以从“运行”菜单中或点击污染物标签 中的“污染物模拟”按钮而运行

例如掘进面爆破后,瞬间会产生2000ppm 的CO。因此输入浓度为2000(如果用户愿意, 设定的单位可以改为CO ppm),爆炸物数量设为200 kg。

当激活污染物动态模拟后,通风模型上会动态显示污物物浓度的变化。可以设定当污染物浓度减小到小于某个设定的阀值时(例如30 ppm),污染物动态模拟结束。任何时候,可以改变颜色图例从而用颜色表示浓度。

警告:动态污染物模拟有许多因素在初始时很难预测。在可能的情况下,强烈建议用户用实际数据校准模型。模拟值不能代替进入爆炸区实际测量值或观察值。