基于FDS和Pathfinder的矿井火灾疏散路径规划研究

祁云; 董心悦; 李绪萍; 祁意卿; 彭涛; 薛凯隆

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2025103

矿业科学学报 ›› 2026, Vol. 11 ›› Issue (1) : 183 -193. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2025103

基于FDS和Pathfinder的矿井火灾疏散路径规划研究

祁云, 董心悦, 李绪萍, 祁意卿, 彭涛, 薛凯隆

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摘要

为研究煤矿井下火灾环境中的人员疏散路径规划问题，以山西某矿区为研究对象，运用火灾动力学模拟器(FDS)对2种矿井火灾场景(工况1和工况2)进行数值模拟，获取了烟气层高度、温度、能见度及CO浓度等关键危害参数的动态演变规律。基于此，将烟气危害参数与巷道固有通行难易系数耦合，建立巷道当量长度计算模型，并引入Dijkstra算法，综合烟气影响规划出最佳疏散路径。最后，采用人员疏散模拟软件(Pathfinder)对所规划路径的有效性进行模拟验证。结果表明：在2种火灾场景下，各工作面最佳疏散路径的当量长度与最短疏散时间均得到量化。具体而言，工况1的路径当量长度分别为3 298.8和956.9 m,对应最短疏散时间分别为1 595.8和405.8 s;工况2的路径当量长度分别为3 927.2和2 332.4 m,对应最短疏散时间分别为1 364.8和786.8 s。最佳疏散路径的计算结果与Pathfinder模拟结果一致，验证了基于巷道当量长度的路径规划方法的科学性。研究结果为应对复杂矿井火灾环境，提供了一套理论严密且可直接应用于工程实践的应急疏散解决方案。