我国煤矿大都使用阻燃胶带输送机,但由于矿井环境复杂,遗煤自燃、电火花、明火等在特定条件下仍然可能引燃胶带火灾。一旦发生胶带火灾,火势迅速蔓延,火源区邻近巷道温度迅速升高,产生的大量有毒有害气体随着风流进入下风侧各采区,从而威胁井下人员的生命安全。研究矿井胶带火灾灾变过程,迅速准确地掌握矿井胶带火灾时巷道内风流状态、温度分布、火灾烟流蔓延情况,对于现场指挥救灾、保护井下人员的生命安全具有十分重要的意义。在此基础上,设计研究矿井胶带输送机自动监测灭火系统,及时发现和控制胶带火灾,减少火灾造成的财产损失,保护井下人员的生命安全,已成为亟待解决的问题。本文从胶带火灾原因出发,以研究胶带火灾典型可燃材料的燃烧特性为切入点,采用现场采样分析、实验研究测定和数值模拟演算的研究方法,重点对胶带火灾可燃材料燃烧特性、胶带火灾灾变规律、细水雾灭火特性影响因素等进行了较深入的研究,并在此基础上,结合分布式光纤测温技术和细水雾灭火技术,设计了基于分布式光纤测温技术的矿井胶带运输机细水雾自动灭火系统,以实现无人值守情况下对胶带火灾进行自动处理的问题。本文主要研究工作和成果有:(1)分析了矿井胶带火灾的起火原因,概述了矿井胶带火灾一般发展规律,根据火灾理论,对煤矿胶带火灾典型可燃材料的燃烧特性进行锥形量热仪实验,测定遗煤最大热释放速率为138kw/m2,阻燃胶带的最大热释放速率为285kw/m2,为矿井胶带火灾的数值模拟提供参考依据。(2)运用火灾动力模拟软件PyroSim,结合高平市申家庄煤矿运输斜井实际情况,创建矿井胶带火灾模型,根据实验确定的胶带火灾典型可燃材料的燃烧特性,设置模型燃烧参数,模拟矿井胶带巷道火灾发生时温度及烟气分布情况,研究胶带火灾的灾变规律。结果表明:风速对胶带火灾的灾变过程影响较大,当发生胶带火灾时,适当增大风速,虽会造成胶带延燃距离增长,巷道温度升高,但可以有效抑制火烟滚退,减少有毒气体CO的产生及蔓延。(3)分析比较目前自动灭火系统的特点,确定选择高压细水雾作为系统的灭火模块。设置胶带火灾高压细水雾灭火模型,模拟分析细水雾喷头布设情况对其灭火性能的影响,结果表明:喷头安设高度对细水雾的灭火效果呈二次函数分布,最佳安设高度为胶带上方1m。喷头与火源水平位置距离越大,则灭火效果越差,当水平距离超过1m时,基本失去灭火性能,仅对火势有一定的抑制作用。多喷头可以有效增强细水雾灭火性能,但启动的喷头数大于3时,细水雾灭火性能增强较少。通过模拟可以确定胶带火灾高压细水雾自动灭火系统最佳安设方式为:喷头位于胶带上方1m高度,喷头两两间隔不超过1.5m,发生胶带火灾时,启动火源上风侧1个及下风侧2个喷头,可达到较好的灭火效果。(4)根据模拟结果,结合实际情况,设计基于分布式光纤测温技术的自动灭火系统,准确把握火源位置,实现无人值守情况下对火灾进行自动快速处理的问题。