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2 0 0 4年第4期 中州煤炭 总第 1 3 0期 矿井火灾时期火风压对矿井主要通风机的影响 冯拥 军， 李 桦 焦作 工 学 院 高等 职 业 学院 ， 河南 焦作4 5 4 0 0 0 摘要 探 讨 了上行 风 流和 下 行风 流 的 火风压 对 矿井 主要 通风 机 的影 响 ， 并提 出 了不 同灾 变时 期矿 井主 要通 风 机 的调 节 方法 。 关键 词 火风 压 ； 上 行 风 ； 下 行风 ； 工 况 点 ； 风机 风 压 ； 特 性 曲线 中 图分 类号 T D 7 2 文献标 识 码 B 文章 编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 0 4 0 40 0 5 70 2 火 风压实际上是 因矿井火灾而产 生的 自然风压 的增量 。当矿井发 生火 灾 时 ， 高温 火 烟流 经 的井巷 中 ， 空气成分发 生改变 ， 温度升 高。若火 源处于非水 平 巷道 中或高温火 烟流 经非 水 平 巷道时 ， 则 由于气 温升高 ， 空气重率减小， 或者说， 由于该处空气获得 了热能 ， 就产生 了 自然 风压 的增量 “ 火风 压 ” 或 称 “ 热风压 ” 。 火风 压是扰乱正常通 风系统 的主要 原因。它可 使矿井 局部 的或 全矿 的风流 状 况 风 向和风 量 发 生 变化 ， 破坏矿 井原 来 的正 常通 风 系统 。甚 至使 矿 井 主要通风 机出现不 稳 定运 转 ， 或 出现 负风 量 以致 于烧毁 电动 机。因此 ， 为了正确控 制风流 ， 就必须首 先研究火风 压对矿井 主要通 风机风压 的影 响。 l 上行风流发生火灾对主要通风机的影响 火 灾发 生在上行风流 中所产生 的火 风压 h 与 主要通风 机的作用方 向一致 ， 成 串联 关系 ， 其合 成 曲 线 h 按“ 等风量下风压相加” 原则 ， 由主要通风机 风压 曲线 h 与火 风压 曲线 h 合成 而得 图 1 。 C为正常情况下 主要通风机 的工况 点 。主要 通 风机风压 h ， 风 量为 Q 功率 为 『 ， 。 发生火 灾后 ， 在 矿 井等 积孔 A， 不 变 的情况 下 ， 工况点移 至 D点 ， 作 用 于 矿 井 通 风 系 统 的 风 压 为 h 合h h ， 风量为 Q 。 Q 。Q ， 功率 为 Ⅳ N N ， 但风 机风压 由 h 降至 h 。 如果等 积孔 扩大如 图 1虚线 所示 A ， ， 则通 风 系统 的风量 明显增大 Q。增至 Q ，主要 通风机 风 收稿 日期 2 o 0 40 51 7 作者 简介 冯拥军 1 9 6 3一 ， 男 ， 河 南 焦 作 人 ， 讲 师 ， l 9 8 6年 毕 业 于 焦作矿业学院， 现从事教学工作。 压明显下降 由 h 降至 h ， 功 率却 由 Ⅳ 上 升 到 ⅣE。 如果火灾 发展迅速 ， 火风压较 大时 ， 主要通风 机 工况 点将可 能 由 C点 移 至 F点 图 2 ， 这样 ， 主要 通 风机风压 为负值 ， 主要 通 风机 的作 用不 再是 向矿 井送 风 ， 而是阻碍 矿井通 风 ， 成为调 节 风窗 ； 电动机 由于功率 的大 幅度 上升有可能烧坏 。在风 网中个别 支路 的风 向有 可能逆 转 。该情况在 主要通风机能力 较小 、 风压较低 时最易发生 。 图 l 火 风压 使风 机 风 压 下 降风 量上 升 h ‘h ／ 、 ＼ ＼ 、 ／ h I h ⋯ ⋯- 五一 图 2 火 风 压 升 高 。 主 要 通 风机 风 压 为负值 出现上 述情 况时 ， 所采取 的措 施是立 即停 止主 要通风 机运转并打 开 出风 井 防爆 盖 ， 以便 烟流 畅通 排 出井 外 。 综 上分析 ， 上行风流 中发 生火灾 ， 对主要通风机 的影 响是工况点右移 。其结果是 1 主要通 风机压 力下降 ， 甚至可 能 出现负值 ， 主要通 风机成 为调 节风 窗 ； 2 矿井 风 量 增 多 ， 功 率增 大 ， 易烧 坏 电动机 ， 造成通 风系统紊乱 。 因此火灾时期要 密切注视主要通 风机风压 的变 化 。当主要通风机 房 内 的水柱计 呈 现 负值 时 ， 则停 止 主要通 风机运转 。打开 出风井 口防爆 门是正确而 ． 5 7 维普资讯 2 0 0 4年第4期 中州煤炭 总第 1 3 0期 且 必 要 的 。 2 下行风流发生火灾对主要通风机的影响 下行风 流 中发 生 火灾 时 ， 火 风 压 h ． 与 主要 通 风机风压作用方 向相 反 ， 在 同一个 坐标 系中放在 第 四象限 中。它 与 主 要 通 风机 风 压 特 性 曲线 的合 成 h 为等风量下风压相 减而得 图 3 。 图 3中， C是 正常情况下 的主要 通风机 工况 点 ， 其 风压为 h 风量 为 Q D为发火 以后的系统 的工 况点 ， 对 应的主要 通 风机 风压 为 h ． h ． h ， 风 量 Q Q． Q ， 系统 风 压降 低 h f }h 一h ， 主 要 通 风机工况点 向左方 移动 由 C至 D 。 当主要通风机 为轴 流式风机 ， 而火 风压 h 又 很大时 ， 主要通 风 机进 入不 稳定 区运 转 。主要通 风 机工况点可能 由 c移 向第 三 象限 的 G点 图 4 ， 风 量 为负 Q 系统 风 压 也是 负值 一h h 一h 。 即主要通风机虽 然 仍在运 转 ， 但 风流 却 已倒 向。实 际工作 中虽极 为少 见 ， 但 主要进 风井筒发生火灾 时 ， 全矿井风流逆转也 发生过 。 ■ ．／ | ， ， h 1 ． 三 ＼ f 图 3 火风 压 使主 要 通风 机 图 4 火风 压 使 轴 流风 机 风 压 上 升风 量 下降 进 入不 稳定 状态 处理这种情况的方法 ①停止主要通风机 ； ②从 反风后 的入 风 井 原 为 出风 井 进 入 矿井 进 行灭 火 或隔离火 区。 综上所述 ， 在下行 风流中发生火灾 ， 反 向火风压 的影响将使主要通风机工况点左移。其结果 ① 主 要通风机风压升高； ②风量减少， 甚至可能出现负风 量； ③主要通风机出现不稳定运转。 3 矿井火灾时期主要通风机运转状态观测 矿井 发生 火灾 时 ， 必须 密切 注意 主要通 风机 风 压 的变化 ， 烟流成分 及温度的变化 ， 根据主要通风机 风压风量变化 可 以随时 判断 通过 矿井 风量 的 变化 。 同时要派 出机电负责人监视 主要通 风机机械运转状 ． 58 态 ， 观察轴 承温度 以及 电动机 的运转情况 。 如果 主要通 风机 风压逐 渐 下降 ， 而风 量却 不断 上升 ， 最后风 压稳定在某一数值 ， 则说 明在上行风流 中发 牛 了火灾 。在 扑灭 和控 制 火灾 的过 程 中 ， 出现 主要通 风机风压持 续 回升 的现 象 ， 则说 明 火风压 在 减小 ， 直接灭 火措施收到效果 ， 或者说 明主干风路与 旁侧 支路封闭成功 。 如果在 井下 封闭 火区 的过程 中 ， 主要通风 机水 柱计仍 不断下降 ， 说明并未完全将 火区封 死 ， 火势仍 在发展 ， 一定 另有 通路 向火源供 风 ， 如垮落法挖顶 采 煤法 中有 可能从相邻 的上下煤层采空 区漏风 。从其 他老空 区 、 裂 隙 、 水砂充填 采煤法 中未充实 的顶板空 隙漏 风。 主要通风机风压在 回升 中又迅速下 降说 明可能 发生 了再 生火源 ， 突 然下 降则 可能 是火 区发 生 了瓦 斯 、 煤尘或火灾 气体爆炸 。 主要通风机风压有 时突然下降很多也可 能是 由 于火势燃 烧损坏 了隔离 主进 、 回风道 的风门 ， 使 之发 生短路 而造成 ， 或者也 可 能是 灾 区人员 撤退 途 中未 能关 闭风门而造成 。 主要通 风机 风压突 然 上升 ， 很可 能是 由于排 烟 路线 上的巷道发生 了冒顶堵塞而造成 。这 时要十分 注意井 下风流 的变化 ， 及时撤 出救 护人员 。 上 述各 种靠 仪表 反映 的情况 变化 ， 只有 在 火灾 时期 主要通风机特 性不 变 ， 没有 进 行 主要通 风机 调 整的情 况下才有其真实性 。 烟流温 度变 化最 实在地 反 映 了火 灾发 展情 况 ， 在主要 通风机风硐 内以及所有排烟路线 上有 风流交 汇的地 方都应安上 遥测 的温 度 计 ， 随 时观察 火烟 温 度 的变化 。烟温上 升 ， 说 明火势在发展 。 在所有 测 温地点 ， 也 应采取 气样 分析 其化学 成 分。在主要通 风机 扩散 器 内取 样 比较容 易 ， 因该 点 压力高于 当地大气 压力 ； 在 风硐 内取样 困难 ， 因该点 压力低于大气 压力 ， 而且易受 外部漏风 的影 响。 参考文献 [ 1 任涧天等 煤矿通风 与安全[ M ．北京 煤 炭工业 出版社， 1 9 9 3 ． [ 2 ] 壬省身等 ． 矿井火灾防} fi “ [ M] 徐州 中国矿业大学 出版社， 1 9 8 6． [ 3 ] 苗河根 ， 郭奉贤， 薛春裕煤矿通风安全管理[ M] 徐州 中国 矿 业 大学 出版社 ， 1 9 9 5 ． 4 张先民， 丁石磙 ．煤矿主要工种安全生产技术 M] ．徐州 中 国矿业大学出版社， 1 9 9 4 ． 责任编辑 秦 爱新 维普资讯