调节风压矿井防灭火中的应用

1、调节风压技术在矿井防灭火中的应用调节风压（通常称为均压通风），作为矿井防灭火方法，具有操作简单，容易掌握的特点，所需设备和材料也不难解决。调节风压是基于提高通风技术管理，防止漏风而做好防灭火工作，已经成为矿井防灭火的综合措施之一。1 调节风压的基本原理对空气施加一定的压力，使其流动，这个压力叫风压。在矿井中，风压差（h）与风量（Q）、风阻（R）有如下关系式：h=RQn 或 Qn=hR式中n为与雷诺数有关的流态指数，层流时为1，紊流时为2。为使流通的风量为零，则可采取提高阻力（R）和降低风压差（h）的方法，而降低风压差即为均压，故调节风压可成为矿井防灭火措施。1.1 并联风路在风路上增设并联风路

2、或减少已存在的并联风路上的阻力，可以降低风路两端的风压差（如图 1 ）。单流巷道AB(a)CD中加进(b)巷道，便使风流分流，此时(a)巷道中风量减少，BC两端风压差减少，即原风路(a)风压提高，减少漏风量，有利于防灭火。拆除并联风路上的风门（或扩大风窗断面积），增大巷道有效通风断面，使并联风路上风阻减小，则原风巷同样也能提高风压，减少漏风。如图 1 中原巷的m负压线变成n负压线时，hnhm。1.2 安设调节风窗（门）在风路上增设风窗（门），阻力突然增大，风流受阻，便会使风窗出风侧风压下降（负压差加大），而风窗进风侧风压上升（负压差减少）（如图 2 ）。调节风窗C断面由C1减少到C2，则负压线

3、由AC1C2B变为AC2C2B，前段风压提高（负压差减少），后端风压降低（负压差加大）。风窗断面的改变也将影响到旁侧风流对本巷道的漏风关系(如图 3 )。风窗风阻Rc大于某值时，将会造成前段向外漏风，而后段是向内漏风，反之Rc小于某值时，旁路风流将向风窗前段漏风，风窗后段则向旁路漏风。故风窗安设位置与风窗断面应考虑到旁侧通风网路的关系。1.3 安设局部扇风机在井下风路上安设局部扇风机，开动后就会使出风侧的风压增高（负压差减少），而进风侧的风压较原来分压下降（负压差加大）（如图 4 ）。安设调节风机的风路，当调节风机的风量加大时，AC1向AC2变化，即风机出风侧风压提高，进风侧风压降低。风机风量

4、的改变将影响到风机所在巷道与旁侧风路的风压关系（如图 5 ）。若主要扇风机作用不变，风机风量大于某值（Fc）时，则旁侧风路风流向风机巷道漏风，而出风段则向旁侧风路漏风；反之，当风机风量小于某值时，则进风段向外漏风，出风段是漏入风。故风机的能力与安设位置必需考虑到与旁侧风网的关系。1.4风机与风窗联合使用调节风机与风窗联合使用时，若风机在前、风窗在后，则中间段风压升高（如图 6 ），可以抗衡旁侧风路的漏风，但若风机能力过大，风窗断面过小时，则会造成向旁侧风路漏风。若风窗在前、风机在后，则会产生完全相反的情况。2 调节风压法在防灭火中的应用2.1预防煤的自燃调整通风设施位置防止煤的自燃风门、密闭、

5、风桥等通风设施，如安设位置不当，煤裂缝内便会出现负压区，形成漏风，促使煤的自燃（如图7），图中风门位置在（a）处时，则由于裂缝有漏风，就容易发生煤自燃。若设在（b）、位置，则可减少煤层自燃危险。同理，图中之（c），在一个采空区侧，于B、C处建风门将会加速采空区自燃，而风门建在A、D处时，则可以减少自燃危险或促使火区熄灭。密闭的设置位置也十分重要，如图8中在（a）（d）处设立密闭位置是不当的，易使煤发生自燃或使火灾扩大。而设在（b）（c）位置恰当、安全。自燃煤层内的风桥，是最易引起煤自燃的地点，煤层中风门的附近也极易发生自燃，故应将两端压差大的风桥和风门设到不燃的岩巷中。改变工作面通风方式调节风

6、压采用“E”型或“W”型和下行风流的工作面通风方式，对于防止煤自燃有较明显的效果。这是由于“E”型、“W”通风方式将工作面分为上、下或左、右两部分，风流就由单线风路变为并联通风，从而提高了工作面的风量和风压，故能抗衡采空区内来的漏风而避免采空区自燃。下行通风对于煤自热初期阶段，由于抵抗了煤自热所产生的上升逆向热负压，因而也提高了风压，抗衡外来的漏风，从而防止了采空区内煤自燃的发展。采区增设调节风窗、调节风机和并联网路这是最常用的方法，主要用于防止正在回采的工作面因漏风而自燃，根据不同状态可以单独使用，但一般采用局部通风机和调节风窗联合方式。使用时尤其注意采空区原来的漏风方向。在抽出式通风的矿井

7、中，采区是外源向工作面漏入风，应在进风巷安设局部扇风机，回风巷安设调节风窗。此时局部扇风机的风压和供风量应超过原来总负压时风压、风量。否则是不会起到抗衡风压的作用的。2.2火区灭火已燃火区同样可采取调节风压法来加速火区的熄灭。其方法有：（1）扩大或增设并联风巷，降低火区两端风压差（如图 9 ）。与火区相联通的风巷，由于失修巷道风阻大，造成火区大量漏风，回风侧密闭出现大量一氧化碳，证明火区未熄灭。为控制火区，消灭火灾，除严密密闭外，需降低火区进、回风侧两端的风压差。为此，采用扩大并联风巷断面、降低巷道风阻。如果巷道断面不易扩大或费用太大，则可采取临时措施，在巷道内安设一列风筒，风筒出口越过火区回

8、风侧的密闭，并用局扇加大风筒中的风量，大大减少巷道中的风量，使火区两侧的风压大大降低，从而减少了漏风，火区得到控制，直到另开出一条并联巷道时，才可取消风机、风筒的强行通风。（2）在火区外围进下风压抗衡此方法的原理是增加火区出风侧的风压或降低进风侧的风压，以达到火区密闭内外压差平衡，从而减少向火区漏风，借助火灾气体的积聚和瓦斯的增加而自行窒息火源。其方法如图10所示：在B处安设一风机，C处安设一组调节风窗，于是AB段风压下降，使其与回风侧密闭的压差相平衡，可使密闭保持最小的进、回风量，即密闭内外压差近于零，此时火区便能逐渐自熄。（3）平衡气室法处理火区此方法是在火区密闭外，间隔45m处再建立一道

9、密闭，两道密闭间称作气室（如图11）。在密闭上设一压差计（水注计），其管口一端进入火区，另一端留在气室内。对气室调压（加压或减压），使压差计指示压差为零，表明漏风已基本消除。气室调压的方法是在外密闭上设一调压源。调压源使用小功率风机、导风筒、连通管加小风泵和注氮气等方法，其中导风筒是最经济的方法，它利用矿井风流不需外加动力。导风筒口迎着进风流便可对密闭加正压，导风筒口顺风流流动方向便可对密闭施减压。密闭上的调压板根据压差计指示，由自动仪操作或手动操纵，始终保持气室内压差为零。（4）调整主要通风机通风负压若火区两端受两台（或多台）主要扇风机作用，其中一台主要扇风机作用力大，则对火区便产生风压差。

10、此时可以减弱此主要扇风机对火区的作用力。使两台主要扇风机施加于火区的作用力相等，便可构成火区风压平衡。3 调节风压措施的选择与确定调节风压措施的选择要有科学的依据，否则就不能达到防灭火的目的。为此首先要弄清楚调节风压的原理，熟悉本矿通风网路的变化。选择调压措施前应掌握如下资料：（1）了解矿井火灾史，弄清自燃规律，调查易燃地点并登记易燃地点的状况。（2）进行风量分析，弄清漏风状况。在采区内，调查一支风流的两端，如工作面的进风巷和回风巷，风量是否相等，是盈风量还是亏风量，若回风侧风量少于进风量，则是风路上有外漏风现象，风路本身风压高。反之，是向里漏风，说明风路本身风压低。在有瓦斯涌出时，则回风量应大于进风量。由于风流是高压端流向低压端，故进出风的方向就自然显示着两端风压的大小，因而需要调压处理的地区可先看是出风还是进风，再弄清与四周的关系，分析出漏风路线。（3）进一步对采区或全矿井进行通风网路分析。首先绘制出通风系统图，再画出通风网路图，通过负压测定再绘出压能示意图。有了这三张图，我们便可以了解风流流向，各段负压差情况，分析出通风网路中风流的稳定性和通风设施的合理性、漏风状态等情况，从而确定需要调节风压的地点。4 调节风压工程的检查与测量矿井内生产与通风在不断地演变，因而，一个地区风压平衡的设施建立以后，为使有效地起到风压平衡的作用，必须在实施过程中定期、定点的检查其风压差