調(diào)節(jié)風壓礦井防滅火中的應用

1、調(diào)節(jié)風壓技術(shù)在礦井防滅火中的應用調(diào)節(jié)風壓（通常稱為均壓通風），作為礦井防滅火方法，具有操作簡單，容易掌握的特點，所需設備和材料也不難解決。調(diào)節(jié)風壓是基于提高通風技術(shù)管理，防止漏風而做好防滅火工作，已經(jīng)成為礦井防滅火的綜合措施之一。1 調(diào)節(jié)風壓的基本原理對空氣施加一定的壓力，使其流動，這個壓力叫風壓。在礦井中，風壓差（h）與風量（Q）、風阻（R）有如下關(guān)系式：h=RQn 或 Qn=hR式中n為與雷諾數(shù)有關(guān)的流態(tài)指數(shù)，層流時為1，紊流時為2。為使流通的風量為零，則可采取提高阻力（R）和降低風壓差（h）的方法，而降低風壓差即為均壓，故調(diào)節(jié)風壓可成為礦井防滅火措施。1.1 并聯(lián)風路在風路上增設并聯(lián)風路

2、或減少已存在的并聯(lián)風路上的阻力，可以降低風路兩端的風壓差（如圖 1 ）。單流巷道AB(a)CD中加進(b)巷道，便使風流分流，此時(a)巷道中風量減少，BC兩端風壓差減少，即原風路(a)風壓提高，減少漏風量，有利于防滅火。拆除并聯(lián)風路上的風門（或擴大風窗斷面積），增大巷道有效通風斷面，使并聯(lián)風路上風阻減小，則原風巷同樣也能提高風壓，減少漏風。如圖 1 中原巷的m負壓線變成n負壓線時，hnhm。1.2 安設調(diào)節(jié)風窗（門）在風路上增設風窗（門），阻力突然增大，風流受阻，便會使風窗出風側(cè)風壓下降（負壓差加大），而風窗進風側(cè)風壓上升（負壓差減少）（如圖 2 ）。調(diào)節(jié)風窗C斷面由C1減少到C2，則負壓線

3、由AC1C2B變?yōu)锳C2C2B，前段風壓提高（負壓差減少），后端風壓降低（負壓差加大）。風窗斷面的改變也將影響到旁側(cè)風流對本巷道的漏風關(guān)系(如圖 3 )。風窗風阻Rc大于某值時，將會造成前段向外漏風，而后段是向內(nèi)漏風，反之Rc小于某值時，旁路風流將向風窗前段漏風，風窗后段則向旁路漏風。故風窗安設位置與風窗斷面應考慮到旁側(cè)通風網(wǎng)路的關(guān)系。1.3 安設局部扇風機在井下風路上安設局部扇風機，開動后就會使出風側(cè)的風壓增高（負壓差減少），而進風側(cè)的風壓較原來分壓下降（負壓差加大）（如圖 4 ）。安設調(diào)節(jié)風機的風路，當調(diào)節(jié)風機的風量加大時，AC1向AC2變化，即風機出風側(cè)風壓提高，進風側(cè)風壓降低。風機風量

4、的改變將影響到風機所在巷道與旁側(cè)風路的風壓關(guān)系（如圖 5 ）。若主要扇風機作用不變，風機風量大于某值（Fc）時，則旁側(cè)風路風流向風機巷道漏風，而出風段則向旁側(cè)風路漏風；反之，當風機風量小于某值時，則進風段向外漏風，出風段是漏入風。故風機的能力與安設位置必需考慮到與旁側(cè)風網(wǎng)的關(guān)系。1.4風機與風窗聯(lián)合使用調(diào)節(jié)風機與風窗聯(lián)合使用時，若風機在前、風窗在后，則中間段風壓升高（如圖 6 ），可以抗衡旁側(cè)風路的漏風，但若風機能力過大，風窗斷面過小時，則會造成向旁側(cè)風路漏風。若風窗在前、風機在后，則會產(chǎn)生完全相反的情況。2 調(diào)節(jié)風壓法在防滅火中的應用2.1預防煤的自燃調(diào)整通風設施位置防止煤的自燃風門、密閉、

5、風橋等通風設施，如安設位置不當，煤裂縫內(nèi)便會出現(xiàn)負壓區(qū)，形成漏風，促使煤的自燃（如圖7），圖中風門位置在（a）處時，則由于裂縫有漏風，就容易發(fā)生煤自燃。若設在（b）、位置，則可減少煤層自燃危險。同理，圖中之（c），在一個采空區(qū)側(cè)，于B、C處建風門將會加速采空區(qū)自燃，而風門建在A、D處時，則可以減少自燃危險或促使火區(qū)熄滅。密閉的設置位置也十分重要，如圖8中在（a）（d）處設立密閉位置是不當?shù)?，易使煤發(fā)生自燃或使火災擴大。而設在（b）（c）位置恰當、安全。自燃煤層內(nèi)的風橋，是最易引起煤自燃的地點，煤層中風門的附近也極易發(fā)生自燃，故應將兩端壓差大的風橋和風門設到不燃的巖巷中。改變工作面通風方式調(diào)節(jié)風

6、壓采用“E”型或“W”型和下行風流的工作面通風方式，對于防止煤自燃有較明顯的效果。這是由于“E”型、“W”通風方式將工作面分為上、下或左、右兩部分，風流就由單線風路變?yōu)椴⒙?lián)通風，從而提高了工作面的風量和風壓，故能抗衡采空區(qū)內(nèi)來的漏風而避免采空區(qū)自燃。下行通風對于煤自熱初期階段，由于抵抗了煤自熱所產(chǎn)生的上升逆向熱負壓，因而也提高了風壓，抗衡外來的漏風，從而防止了采空區(qū)內(nèi)煤自燃的發(fā)展。采區(qū)增設調(diào)節(jié)風窗、調(diào)節(jié)風機和并聯(lián)網(wǎng)路這是最常用的方法，主要用于防止正在回采的工作面因漏風而自燃，根據(jù)不同狀態(tài)可以單獨使用，但一般采用局部通風機和調(diào)節(jié)風窗聯(lián)合方式。使用時尤其注意采空區(qū)原來的漏風方向。在抽出式通風的礦井

7、中，采區(qū)是外源向工作面漏入風，應在進風巷安設局部扇風機，回風巷安設調(diào)節(jié)風窗。此時局部扇風機的風壓和供風量應超過原來總負壓時風壓、風量。否則是不會起到抗衡風壓的作用的。2.2火區(qū)滅火已燃火區(qū)同樣可采取調(diào)節(jié)風壓法來加速火區(qū)的熄滅。其方法有：（1）擴大或增設并聯(lián)風巷，降低火區(qū)兩端風壓差（如圖 9 ）。與火區(qū)相聯(lián)通的風巷，由于失修巷道風阻大，造成火區(qū)大量漏風，回風側(cè)密閉出現(xiàn)大量一氧化碳，證明火區(qū)未熄滅。為控制火區(qū)，消滅火災，除嚴密密閉外，需降低火區(qū)進、回風側(cè)兩端的風壓差。為此，采用擴大并聯(lián)風巷斷面、降低巷道風阻。如果巷道斷面不易擴大或費用太大，則可采取臨時措施，在巷道內(nèi)安設一列風筒，風筒出口越過火區(qū)回

8、風側(cè)的密閉，并用局扇加大風筒中的風量，大大減少巷道中的風量，使火區(qū)兩側(cè)的風壓大大降低，從而減少了漏風，火區(qū)得到控制，直到另開出一條并聯(lián)巷道時，才可取消風機、風筒的強行通風。（2）在火區(qū)外圍進下風壓抗衡此方法的原理是增加火區(qū)出風側(cè)的風壓或降低進風側(cè)的風壓，以達到火區(qū)密閉內(nèi)外壓差平衡，從而減少向火區(qū)漏風，借助火災氣體的積聚和瓦斯的增加而自行窒息火源。其方法如圖10所示：在B處安設一風機，C處安設一組調(diào)節(jié)風窗，于是AB段風壓下降，使其與回風側(cè)密閉的壓差相平衡，可使密閉保持最小的進、回風量，即密閉內(nèi)外壓差近于零，此時火區(qū)便能逐漸自熄。（3）平衡氣室法處理火區(qū)此方法是在火區(qū)密閉外，間隔45m處再建立一道

9、密閉，兩道密閉間稱作氣室（如圖11）。在密閉上設一壓差計（水注計），其管口一端進入火區(qū)，另一端留在氣室內(nèi)。對氣室調(diào)壓（加壓或減壓），使壓差計指示壓差為零，表明漏風已基本消除。氣室調(diào)壓的方法是在外密閉上設一調(diào)壓源。調(diào)壓源使用小功率風機、導風筒、連通管加小風泵和注氮氣等方法，其中導風筒是最經(jīng)濟的方法，它利用礦井風流不需外加動力。導風筒口迎著進風流便可對密閉加正壓，導風筒口順風流流動方向便可對密閉施減壓。密閉上的調(diào)壓板根據(jù)壓差計指示，由自動儀操作或手動操縱，始終保持氣室內(nèi)壓差為零。（4）調(diào)整主要通風機通風負壓若火區(qū)兩端受兩臺（或多臺）主要扇風機作用，其中一臺主要扇風機作用力大，則對火區(qū)便產(chǎn)生風壓差。

10、此時可以減弱此主要扇風機對火區(qū)的作用力。使兩臺主要扇風機施加于火區(qū)的作用力相等，便可構(gòu)成火區(qū)風壓平衡。3 調(diào)節(jié)風壓措施的選擇與確定調(diào)節(jié)風壓措施的選擇要有科學的依據(jù)，否則就不能達到防滅火的目的。為此首先要弄清楚調(diào)節(jié)風壓的原理，熟悉本礦通風網(wǎng)路的變化。選擇調(diào)壓措施前應掌握如下資料：（1）了解礦井火災史，弄清自燃規(guī)律，調(diào)查易燃地點并登記易燃地點的狀況。（2）進行風量分析，弄清漏風狀況。在采區(qū)內(nèi)，調(diào)查一支風流的兩端，如工作面的進風巷和回風巷，風量是否相等，是盈風量還是虧風量，若回風側(cè)風量少于進風量，則是風路上有外漏風現(xiàn)象，風路本身風壓高。反之，是向里漏風，說明風路本身風壓低。在有瓦斯涌出時，則回風量應大于進風量。由于風流是高壓端流向低壓端，故進出風的方向就自然顯示著兩端風壓的大小，因而需要調(diào)壓處理的地區(qū)可先看是出風還是進風，再弄清與四周的關(guān)系，分析出漏風路線。（3）進一步對采區(qū)或全礦井進行通風網(wǎng)路分析。首先繪制出通風系統(tǒng)圖，再畫出通風網(wǎng)路圖，通過負壓測定再繪出壓能示意圖。有了這三張圖，我們便可以了解風流流向，各段負壓差情況，分析出通風網(wǎng)路中風流的穩(wěn)定性和通風設施的合理性、漏風狀態(tài)等情況，從而確定需要調(diào)節(jié)風壓的地點。4 調(diào)節(jié)風壓工程的檢查與測量礦井內(nèi)生產(chǎn)與通風在不斷地演變，因而，一個地區(qū)風壓平衡的設施建立以后，為使有效地起到風壓平衡的作用，必須在實施過程中定期、定點的檢查其風壓差