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目录1

第一章 矿井火灾燃烧特征及其对风流状态的影响1

第一节 燃烧的基本概念1

一、燃烧的特征1

二、燃烧的条件1

三、燃烧的形式2

四、预混气体燃烧的蔓延4

五、几个易混淆的概念5

一、富氧燃烧和富燃料燃烧6

第二节 矿井火灾燃烧和蔓延形式分类6

二、矿井火灾火源分带9

第三节 富燃料燃烧火灾灾害及防治措施11

一、富燃料类火灾的危险性11

二、形成富燃料燃烧的条件13

三、不能减少风量的具体情况分析15

四、富燃料类火灾的控制17

五、矿井火灾时的爆炸危险性18

第四节 矿井火灾燃烧特性分析20

一、燃烧机理和状态平衡20

二、空气经过火源时的温升计算26

三、矿井火灾的燃烧产物27

四、矿井火灾实例与实验矿井火灾观察结果32

第五节 矿井风流可压缩流动规律及热风压的影响57

一、由不可压缩流体到非稳定流体57

二、矿井风流的不可压缩流动、稳定流动和非稳定流动58

三、矿井自然风压的定义和基本计算式58

四、有关概念的修正60

第六节 矿井火灾对风流流动状态的影响66

一、矿井火灾产生的风流紊乱现象66

二、风流紊乱现象的危害69

三、不同巷道发生火灾对风流状态的影响70

四、“节流效应”和“浮力效应”的近似计算方法73

第二章 直接灭火78

第一节 直接灭火的方法79

一、清除可燃物79

二、降低燃烧物温度80

三、减少供氧85

第二节 直接灭火时的控风措施85

一、局部风网风流控制的定性分析86

二、直接灭火时的控风86

三、直接灭火人员的撤退101

四、烟流103

五、可燃气体层109

第三节 直接灭火期间气体的监测111

一、分析爆炸的可能性111

二、气体监测113

第三章 救灾和火区封闭期间火源状态的分析117

第一节 气样的可靠性117

二、特里克特比率（T？）118

三、煤类火灾的标志气体118

一、浓度变化趋势分析118

四、木材类火灾的标志气体120

第二节 火源燃烧状态的判断指标和方法120

一、气样中被检气体浓度的分析判断120

二、火源燃烧状态的判断131

三、爆炸和富燃料燃烧的警报139

四、火势变化的判断140

第三节 火灾状况的遥测143

一、气样采取系统和气样的正确性143

二、通过钻孔或其它管道采取气样分析火灾状况149

第四节 大范围火区状态分析实例159

一、直接灭火阶段160

二、封闭火区气样的采集161

三、矿井火区气体的组分163

四、矿井火灾状态判别式及其在火区气体分析中的应用163

第四章 火区封闭176

第一节 封闭火区的规划176

一、封闭火区初期气体状态变化176

二、地表封闭181

三、井下封闭183

一、监测大气压力的变化185

第二节 防火墙的构筑185

二、控风措施186

三、防火墙构筑前的准备工作187

四、防火墙的建造189

五、防火墙的封闭顺序190

第三节 封闭效果的评价190

一、火区封闭效果的监测191

二、防火墙质量的测试193

第四节 封闭区内气体爆炸性的确定193

一、气体爆炸性界限概述194

二、混合气体爆炸性图及其应用197

三、多种可燃混合气体爆炸界限确定199

四、美国矿业局采用的爆炸三角形计算法205

五、用最小助燃氧浓度确定爆炸性206

六、以混合气体中单一混合气体为基础的综合计算法208

七、混合气体的爆炸性及失爆点的计算212

八、混合气体爆炸性的最新研究成果214

第五节 火区启封219

一、火区状态的分析219

二、火区启封的恰当时机221

三、启封火区223

一、燃气228

第五章 惰气防灭火228

第一节 用于防灭火的惰气概述228

二、二氧化碳229

三、氮气230

四、惰气注人的方式230

第二节 直接灭火和封闭火区时注惰防止瓦斯爆炸231

一、惰气对甲烷的惰化影响232

二、用空气和惰气混合气体稀释瓦斯234

第三节 封闭火区后注惰防止瓦斯爆炸238

一、火区封闭后气体组分变化的定量分析238

二、甲烷已被惰化后封闭火区239

三、甲烷被空气和惰气稀释后封闭火区241

第四节 注惰降低空气中的氧浓度使火区惰化245

一、稀释作用对氧浓度的影响246

二、氧气的稀释作用与燃烧和吸附耗氧作用对氧浓度的综合影响252

三、注入惰气量的计算及其与实际惰气用量的比较261

第五节 注惰在均压气室中的应用263

一、地表大气压力变化引起的漏风速率计算264

二、注入惰气和均压气室联合应用时对惰气量的要求266

第六节 注惰与矿井通风系统的相互作用270

一、惰气注入封闭火区对空气泄漏的影响271

二、注入惰气沿流动方向与密闭火区内气体混合273

三、气体层的形成277

四、静止空气中的紊流气体层285

五、惰气流动的通风压力288

六、惰气强行注入封闭火区290

第七节 注入惰气的实践应用293

一、惰气混合特性的实践观察293

二、井下应用惰气的危险294

三、矿井火灾灭火实例和应用惰气的计算295

四、注惰灭火的优缺点302

第一节 风流动态模拟技术概述304

第六章 矿井火灾非稳定风流的动态模拟304

第二节 巷道围岩与风流的热交换及风温计算309

一、风流与巷壁的稳态热交换过程309

二、风流与巷壁的非稳态热交换过程311

第三节 矿井火灾火源燃烧的模拟319

一、火源燃烧的简单分类描述法319

二、火源燃烧特性曲线326

第四节 矿井火灾时期风流动态模拟的实现328

一、烟流蔓延过程的非稳态模拟328

二、准稳态风流模拟技术332

三、矿井通风系统的非稳定风流状态模拟335

第七章 矿井火灾风流状态控制技术341

第一节 矿井火灾时期风流状态控制的定性分析341

一、上行风巷火灾时风流稳定性控制341

二、下行风巷火灾时风流稳定性控制345

三、矿井火灾风流控制的布德雷克法实例分析346

第二节 矿井火灾风流动态模拟技术在风流控制中的应用350

一、矿井火灾风流控制方法的定性分析和定量分析350

二、定性与定量分析技术相结合在风流控制中的应用352

三、控风效果动态模拟技术的评价353

一、建立数学模型的意义354

第三节 矿井火灾风流动态定量控制问题的数学描述354

二、数学模型的追求目标355

三、建立矿井火灾风流动态控制过程数学模型的步骤356

四、矿井火灾时期通风系统的数学模型357

五、矿井火灾时期风流动态控制的数学模型360

第四节 应用最优控制论和大系统论求解控风数学模型364

一、矿井风流动态控制的状态方程线性化及系统分解365

二、分级递阶预测法的第一级计算366

三、分级递阶预测法的第二级计算369

四、简例说明矿井火灾时期风流动态定量控制371

五、矿井火灾风流动态定量控制软件CCTF简介377

六、软件在矿井火灾救灾决策中的作用382

七、软件CCTF计算结果与实践应用的某些矛盾和解决办法382

第五节 人机工程在矿井火灾综合救灾控风决策系统设计中的应用384

一、矿井火灾救灾控风技术的必要性和现状384

二、矿井火灾救灾控风决策应用定量分析技术的必要性和可能性385

三、环境监测系统、计算机风流状态模拟和控制系统的功能互补388

四、专家系统在矿井火灾救灾控风决策中的应用和功能完善389

五、矿井火灾风流状态控制综合决策系统的设计389

参考文献395