礦井火災時期通風安全技術措施

高溫火災氣體的空氣動力效應有兩方面作用：一方面是燃燒生成的熱能轉(zhuǎn)化為機械能，形成附加的自然風壓，即火風壓，作用于通風網(wǎng)路;另一方面，在火源點生成大量火災氣體以及風流受熱后體積膨脹所產(chǎn)生膨脹壓力，對上風側(cè)風流產(chǎn)生阻力作用，即膨脹節(jié)流效應，對風流產(chǎn)生動力作用。

一、火風壓及其計算方法

火災時高溫煙流流過巷道所在的回路中的自然風壓發(fā)生變化，這種因火災而產(chǎn)生的自然風壓變化量，在災變通風中稱之為火風壓。在如圖10-9-1所示的模型化的通風系統(tǒng)中，在F點發(fā)火，由于火源下風側(cè)34風路的風溫和空氣成分發(fā)生變化，從而導致其密度減小，該回路產(chǎn)生火風壓，根據(jù)火風壓定義可得：10-9—1 式中 H f —火災時1-2-3-4-1回路的火風壓，Pa; Z—1-2-3-4-1回路的高差，m。ρma、ρmg -分別為3-4分支火災前后空氣和煙氣的平均密度，kg /m3 。所謂火風壓就是指煙流流經(jīng)有高差巷道時，由于風流溫度升高和空氣成分變化等原因而引起該巷道位能差變化值。

二、火風壓的特性

1、火風壓出現(xiàn)的位置。火風壓產(chǎn)生于煙流流過的有高差的傾斜或垂直巷道中。

2、火風壓的作用相當于在高溫煙流流過的風路上安設了一系列輔助通風機;

3、火風壓的作用方向總是向上。因此，當其產(chǎn)生于上行風巷道時，作用方向與主要通風機風壓相同;產(chǎn)生于下行風巷道時與主要通風機風壓作用方向相反，成為通風阻力，稱之為負火風壓?；痫L壓的大小和方向取決于：煙氣流過巷道的高度、通過火源的風量、巷道傾角、火源溫度和火源產(chǎn)生的的位置。鑒于上述分析結(jié)果，在井下發(fā)生火災時，應迅速了解火源的位置，根據(jù)燃燒物的分布、燃燒規(guī)模、火源溫度、流經(jīng)巷道的特征(是上行還是下行)、風量大小，估算火風壓大小及其對通風系統(tǒng)的影響，以便采取有效措施，保證礦井通風網(wǎng)路中風流穩(wěn)定。

三、火災時期風流紊亂規(guī)律及防治

(一)、風流的紊亂形式

風流紊亂的形式主要有旁側(cè)支路風流逆轉(zhuǎn)、主干風路煙流逆退和火煙滾退三種形式。

1、旁側(cè)支路風流逆轉(zhuǎn)，當火勢發(fā)展到一定的程度時，通風網(wǎng)路中與火源所在排煙主干風路相連的某些旁側(cè)分支的風流可能出現(xiàn)與正常風向相反的流動，在災變通風中把這種現(xiàn)象叫做旁側(cè)支路風流的逆轉(zhuǎn)。

2、主干風路煙流逆退，如圖10-9—3所示，在分支4-2內(nèi)的P點產(chǎn)生火源，若火勢迅猛，煙氣生成量大，火源下風側(cè)排煙受阻，煙氣一面沿主干風路的回風系統(tǒng)4-5-6排出，另一方面充滿巷道全斷面地逆著主干風路的進風流向2節(jié)點，這種現(xiàn)象叫煙流逆退。當逆退的煙流達到2節(jié)點后，將隨旁側(cè)分支2—3、3-5的風流侵襲更大的范圍，從而使危害擴大。下行風或水平的巷道中這種風流紊亂現(xiàn)象更為常見。

3、火煙滾退，是在火源上風側(cè)附近的巷道斷面上出現(xiàn)兩種不同的流向：即巷道上部煙氣逆風流動，經(jīng)過一定的距離后又與下部風流一起按原方向流動，如圖10-9—4。煙氣生成量越大、火源溫度越高、巷道風速越低，發(fā)生滾退的概率越大。煙氣的滾退，往往是主干風路風流的逆退和旁側(cè)支路逆轉(zhuǎn)的前兆。圖10-9—4

(二)、風流紊亂的原因、規(guī)律及其防治

1、上行風路產(chǎn)生火風壓，發(fā)生風流逆轉(zhuǎn)的原因主要是：

(1)因火風壓的作用使高溫煙流流經(jīng)巷道各點的壓能增大;

(2)火源下風側(cè)風阻增大(巷道冒頂?shù)仍?，導致主干風路火源上風側(cè)風量減小，沿程各節(jié)點壓能降低。風流逆轉(zhuǎn)的規(guī)律是，上行風路產(chǎn)生火風壓，旁側(cè)支路風流逆轉(zhuǎn)。旁側(cè)支路風流是否發(fā)生逆轉(zhuǎn)，與本分支的風阻大小無關。風流逆轉(zhuǎn)的過程一般是，風量先逐漸減小，至停止，到反向。旁側(cè)支路風量減小，則可能是逆轉(zhuǎn)的前兆。為了防止旁側(cè)風路風流逆轉(zhuǎn)，主要措施有：

(1)降低火風壓;

(2)保持主要通風機正常運轉(zhuǎn);

(3)采用打開風門、增加排煙通路等措施減小排煙路線上的風阻; 2、下行風路產(chǎn)生火風壓，在下行風路中產(chǎn)生火風壓，其作用方向與主要通風機作用風壓方向相反。當火風壓等于主要通風機分配到該分支壓力時，該分支的風流就會停滯;當火風壓大于該分支的壓力時，該分支的風流就會反向。主干風路風阻及其產(chǎn)生的火風壓一定時，風量越小，越容易反向。防止下行風風路風流逆轉(zhuǎn)的途徑有：減小火勢，降低火風壓;增大主要通風機分配到該分支上的壓力。

3、風流逆退的原因、規(guī)律及其防治發(fā)生逆退的原因是：煙氣的增量過大;主通風機風壓作用于主干風路的風壓小。防止逆退措施是：減小主干風路排煙區(qū)段的風阻;在火源的下風側(cè)使煙流短路排至總回風;在火源的上風側(cè)、巷道的下半部構(gòu)筑擋風墻，迫使風流向上流，并增加風流的速度(如圖10-9-5)。擋風墻距火源5m左右;也可在巷道中安帶調(diào)節(jié)風窗的風幛，以增加風速(圖10-9-6)。

四、災變時期風流控制

礦井發(fā)火時對通風制度的基體要求是：

1、保護災區(qū)和受威協(xié)區(qū)域的職工迅速撤至安全地區(qū)或井上;

2、有利限制煙流在井巷中發(fā)生非控制性蔓延，防止火災范圍擴大;3、不得使火源附近瓦斯聚積到爆炸濃度，不容許流過火源的風流中瓦斯達到爆炸濃度，或使火源蔓延到有瓦斯爆炸的地區(qū);

4、為救護創(chuàng)造條件。

火災時常用的通風制度有以下幾種：

1)、維持正常通風，穩(wěn)定風流，這一制度的適用條件是：