礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)

高溫火災(zāi)氣體的空氣動(dòng)力效應(yīng)有兩方面作用：一方面是燃燒生成的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，形成附加的自然風(fēng)壓，即火風(fēng)壓，作用于通風(fēng)網(wǎng)路；另一方面，在火源點(diǎn)生成大量火災(zāi)氣體以及風(fēng)流受熱后體積膨脹所產(chǎn)生膨脹壓力，對(duì)上風(fēng)側(cè)風(fēng)流產(chǎn)生阻力作用，即膨脹節(jié)流效應(yīng)，對(duì)風(fēng)流產(chǎn)生動(dòng)力作用。 一、火風(fēng)壓及其計(jì)算方法 火災(zāi)時(shí)高溫?zé)熈髁鬟^(guò)巷道所在的回路中的自然風(fēng)壓發(fā)生變化，這種因火災(zāi)而產(chǎn)生的自然風(fēng)壓變化量，在災(zāi)變通風(fēng)中稱之為火風(fēng)壓。在如圖１０－9－１所示的模型化的通風(fēng)系統(tǒng)中，在Ｆ點(diǎn)發(fā)火，由于火源下風(fēng)側(cè)34風(fēng)路的風(fēng)溫和空氣成分發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其密度減小，該回路產(chǎn)生火風(fēng)壓，根據(jù)火風(fēng)壓定義可得： 10-9—1 式中 H _f —火災(zāi)時(shí)1-2-3-4-1回路的火風(fēng)壓，Pa; Z—1-2-3-4-1回路的高差，m。 ρ_ma、ρ_mg -分別為3-4分支火災(zāi)前后空氣和煙氣的平均密度，kg /m³ 。 所謂火風(fēng)壓就是指煙流流經(jīng)有高差巷道時(shí)，由于風(fēng)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(fēng)壓的特性 １、火風(fēng)壓出現(xiàn)的位置。火風(fēng)壓產(chǎn)生于煙流流過(guò)的有高差的傾斜或垂直巷道中。 2、火風(fēng)壓的作用相當(dāng)于在高溫?zé)熈髁鬟^(guò)的風(fēng)路上安設(shè)了一系列輔助通風(fēng)機(jī)； 3、火風(fēng)壓的作用方向總是向上。因此，當(dāng)其產(chǎn)生于上行風(fēng)巷道時(shí)，作用方向與主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓相同；產(chǎn)生于下行風(fēng)巷道時(shí)與主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用方向相反，成為通風(fēng)阻力，稱之為負(fù)火風(fēng)壓。 火風(fēng)壓的大小和方向取決于：煙氣流過(guò)巷道的高度、通過(guò)火源的風(fēng)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(zāi)時(shí)，應(yīng)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(fēng)量大小，估算火風(fēng)壓大小及其對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響，以便采取有效措施，保證礦井通風(fēng)網(wǎng)路中風(fēng)流穩(wěn)定。 三、火災(zāi)時(shí)期風(fēng)流紊亂規(guī)律及防治 1、風(fēng)流的紊亂形式 風(fēng)流紊亂的形式主要有旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)、主干風(fēng)路煙流逆退和火煙滾退三種形式。 １）旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，當(dāng)火勢(shì)發(fā)展到一定的程度時(shí)，通風(fēng)網(wǎng)路中與火源所在排煙主干風(fēng)路相連的某些旁側(cè)分支的風(fēng)流可能出現(xiàn)與正常風(fēng)向相反的流動(dòng)，在災(zāi)變通風(fēng)中把這種現(xiàn)象叫做旁側(cè)支路風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)。 ２)主干風(fēng)路煙流逆退，如圖10-9—3所示，在分支４－２內(nèi)的Ｐ點(diǎn)產(chǎn)生火源，若火勢(shì)迅猛，煙氣生成量大，火源下風(fēng)側(cè)排煙受阻，煙氣一面沿主干風(fēng)路的回風(fēng)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(fēng)路的進(jìn)風(fēng)流向２節(jié)點(diǎn)，這種現(xiàn)象叫煙流逆退。當(dāng)逆退的煙流達(dá)到2節(jié)點(diǎn)后，將隨旁側(cè)分支2—3、３－５的風(fēng)流侵襲更大的范圍，從而使危害擴(kuò)大。下行風(fēng)或水平的巷道中這種風(fēng)流紊亂現(xiàn)象更為常見(jiàn)。 ３) 火煙滾退，是在火源上風(fēng)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(fēng)流動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定的距離后又與下部風(fēng)流一起按原方向流動(dòng)，如圖10-9—4。煙氣生成量越大、火源溫度越高、巷道風(fēng)速越低，發(fā)生滾退的概率越大。煙氣的滾退，往往是主干風(fēng)路風(fēng)流的逆退和旁側(cè)支路逆轉(zhuǎn)的前兆。 圖10-9—4 2、風(fēng)流紊亂的原因、規(guī)律及其防治 1）上行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓，發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的原因主要是：（１）因火風(fēng)壓的作用使高溫?zé)熈髁鹘?jīng)巷道各點(diǎn)的壓能增大；（２）火源下風(fēng)側(cè)風(fēng)阻增大（巷道冒頂?shù)仍颍?，?dǎo)致主干風(fēng)路火源上風(fēng)側(cè)風(fēng)量減小，沿程各節(jié)點(diǎn)壓能降低。 風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的規(guī)律是，上行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓，旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。旁側(cè)支路風(fēng)流是否發(fā)生逆轉(zhuǎn)，與本分支的風(fēng)阻大小無(wú)關(guān)。風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的過(guò)程一般是，風(fēng)量先逐漸減小，至停止，到反向。旁側(cè)支路風(fēng)量減小，則可能是逆轉(zhuǎn)的前兆。 為了防止旁側(cè)風(fēng)路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，主要措施有：（１）降低火風(fēng)壓；（２）保持主要通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；（３）采用打開(kāi)風(fēng)門、增加排煙通路等措施減小排煙路線上的風(fēng)阻； 2）下行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓，在下行風(fēng)路中產(chǎn)生火風(fēng)壓，其作用方向與主要通風(fēng)機(jī)作用風(fēng)壓方向相反。當(dāng)火風(fēng)壓等于主要通風(fēng)機(jī)分配到該分支壓力時(shí)，該分支的風(fēng)流就會(huì)停滯；當(dāng)火風(fēng)壓大于該分支的壓力時(shí)，該分支的風(fēng)流就會(huì)反向。主干風(fēng)路風(fēng)阻及其產(chǎn)生的火風(fēng)壓一定時(shí)，風(fēng)量越小，越容易反向。 防止下行風(fēng)風(fēng)路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的途徑有：減小火勢(shì)，降低火風(fēng)壓；增大主要通風(fēng)機(jī)分配到該分支上的壓力。 3）風(fēng)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(guò)大；主通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用于主干風(fēng)路的風(fēng)壓小。 防止逆退措施是：減小主干風(fēng)路排煙區(qū)段的風(fēng)阻；在火源的下風(fēng)側(cè)使煙流短路排至總回風(fēng)；在火源的上風(fēng)側(cè)、巷道的下半部構(gòu)筑擋風(fēng)墻，迫使風(fēng)流向上流，并增加風(fēng)流的速度（如圖10-9－5）。擋風(fēng)墻距火源５ｍ左右；也可在巷道中安帶調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)幛，以增加風(fēng)速（圖10-9－6）。 四、災(zāi)變時(shí)期風(fēng)流控制 礦井發(fā)火時(shí)對(duì)通風(fēng)制度的基體要求是：１）保護(hù)災(zāi)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(zāi)范圍擴(kuò)大；３）不得使火源附近瓦斯聚積到爆炸濃度，不容許流過(guò)火源的風(fēng)流中瓦斯達(dá)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(hù)創(chuàng)造條件。 火災(zāi)時(shí)常用的通風(fēng)制度有以下幾種： 1、維持正常通風(fēng)，穩(wěn)定風(fēng)流，這一制度的適用條件是：１）火源位于采區(qū)內(nèi)部，煙流已彌蔓較大范圍，井下人員分布范圍大；２）通風(fēng)網(wǎng)路復(fù)雜的高瓦斯礦井，采用其它通風(fēng)制度有發(fā)生瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)，或使災(zāi)情擴(kuò)大；３）火源位于獨(dú)頭掘進(jìn)巷道內(nèi)，不能停運(yùn)局部通風(fēng)機(jī)；４）火源位于采區(qū)或礦井主要回風(fēng)巷，維持原風(fēng)向有利于火煙迅速排出。5）減少向火源供風(fēng)抑制火勢(shì)發(fā)展。但應(yīng)注意的是，減小風(fēng)量不要引起瓦斯爆炸；若火源下風(fēng)側(cè)有人員未撤出，則不能減風(fēng)。 2、停風(fēng)機(jī)，１）火源位于進(jìn)風(fēng)井口或進(jìn)風(fēng)井筒，不能進(jìn)行反風(fēng)；２）獨(dú)頭掘進(jìn)面，發(fā)火已有較長(zhǎng)的時(shí)間，瓦斯?jié)舛纫殉^(guò)爆炸上限，這時(shí)不能再送風(fēng)。３）主通風(fēng)機(jī)已成為通風(fēng)阻力時(shí)。停止主通風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)同時(shí)打開(kāi)回風(fēng)井的防爆門或防爆井蓋。采用這種通風(fēng)制度應(yīng)慎重。 3、反風(fēng) 按范圍分，有全礦反風(fēng)、區(qū)域反風(fēng)和局部反風(fēng)三種。 １）全礦反風(fēng)通過(guò)主通風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)施實(shí)現(xiàn)。 ２）區(qū)域性反風(fēng)。在多進(jìn)、多回的礦井中某一通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)大巷中發(fā)火時(shí)，調(diào)節(jié)一個(gè)或幾個(gè)主通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)礦井部分地區(qū)風(fēng)流反向的反風(fēng)方式，稱為區(qū)域性反風(fēng)。 ３）局部反風(fēng)。當(dāng)采區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，主要通風(fēng)機(jī)保持正常運(yùn)行，通風(fēng)調(diào)整采區(qū)風(fēng)預(yù)設(shè)的風(fēng)門開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)采區(qū)內(nèi)部部分風(fēng)流反向，這種反風(fēng)方式稱為局部反風(fēng)。。 4、風(fēng)流短路，火源位于礦井的主要進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，若不能及時(shí)進(jìn)行反風(fēng)或因條件限制不能進(jìn)行反風(fēng)時(shí)，可將進(jìn)回、風(fēng)井之間聯(lián)絡(luò)巷中的風(fēng)門或密閉打開(kāi)，使大部分煙流短路，直接流入總回風(fēng)，減少流入采區(qū)煙流，以利人員避難和救護(hù)隊(duì)進(jìn)行救護(hù)。 關(guān)鍵詞：礦井火災(zāi)時(shí)期