现代通风理论与技术5.ppt

1,现代通风理论与技术,2,主要内容,第一章煤矿井下风流质量与数量要求第二章矿井通风系统第三章矿井通风网络理论与算法第四章矿井通风技术管理第五章矿井灾变时期的风流控制第六章矿井通风系统评价第七章矿井通风系统的改造和优化第八章下行通风技术第九章脉动通风第十章可控循环通风技术与研究第十一章矿井通风安全信息技术研究,3,第五章矿井灾变时期的风流控制,5.1矿井火灾时期火风压及风流紊乱形式5.2井下火灾对主要通风机工况的影响5.3火灾时期的风流控制,4,5.1.1火风压的产生与计算实践表明，矿井火灾对人身安全的威胁除了火源本身外，主要在于燃烧生成的大量火灾气体及引起的风流逆转、瓦斯爆炸等伴生现象。这些伴生现象的发生都与火灾时通风状态的变化有极为密切的关系，而通风状态的变化又渊源于火风压。1）火风压的产生与计算矿井发生火灾时，凡是高温烟流所流经的有高差的巷道内，由于空气温度升高，空气的成分也发生变化，使得空气的密度变化，从而形成一种附加的自然热风压（即正常自然风压的增量），称之为火风压。某段井巷中高温烟流产生的火风压hf计算式为：pa式中：z井巷两端的标高差，m：ts火灾后井巷中风流的平均绝对温度，ts=273+ts，k；t火灾前后井巷中的平均温差，t=ts-to，。,5,2）火风压的特性（1）矿井火灾时，只在高温烟流流经的有高差的倾斜巷道或垂直巷道中产生火风压，在水平巷道中火源处烟气因膨胀引起一定的压力但一般很小。（2）火风压对风流的作用，就象在风路中安装了一些无形的风机，其作用方向始终向上。（3）在上行通风巷道中所产生的火风压，与主要通风机作用方向一致，称为正火风压：在下行通风巷道中所产生的火风压，与主要通风机作用方向相反，称为负火风压；（4）火风压的大小与井巷高差、倾角、风速、火源温度、火源位置等有关。（5）火灾压值不是常数。当火势发展时，它随着时间逐渐增大。,6,5.1.2火灾时期井下风流的紊乱形式（1）上行风流中发生火灾时引起旁侧支路风流逆转（图3-2-1）,7,（2）下行风流中发火时引起本侧风路风流逆转（图3-2-2）,8,（3）主干风路烟流的逆退（图3-2-3）在火源上风（进风）侧，由于过量烟气的生成与节流效应，火烟会逆着进风方向朝最近的节点逆流而退。,9,例1969年12月义马某矿在如图3-2-4所示的运输机转载处，因浮煤自然发火引燃木支架。煤仓上口及皮带上山靠一根钢管从进风大巷进风、风量微弱。起火后不到1小时，出现烟雾逆退，向煤仓方向蔓延，煤仓上口司机得知发火消息，就从皮带上山向下走（未戴自救器），牺牲在距煤仓约20米处。,10,5.1.3火风压引起风流逆转的判别实际矿井的通风网路一般比较复杂，要用计算机模拟的方法来判断火灾时风流逆转问题。但若以要判别的某条风路b（是否逆转）为主，把整个网路等效简化为内、外两个部分，如图3-2-5所示（上行风流火灾）。,11,由风压平衡定律有：得:从而得到风流逆转的判别式：b风路中风向ab，即qb0,不发生逆转。=b风路中风流停滞，即qb=0,要逆转。b风路中风向ba，即qb0,发生逆转。,12,5.1.4防止风流逆转的技术措施（1）增大r内措施：在火源上风侧挂风帘、打临时板闭等。（2）减小r外措施：打开回风巷调节风门，使排烟通道畅通，提起风硐中的闸板门等。（3）降低h内措施：尽快直接灭火，阻止火势发展等。（4）提高或保持h外。不能随意停主要通风机，能下放风硐中的闸板门。采取这些措施时要特别注意瓦斯积聚，以防引起瓦斯爆炸。对于下行风流火灾时，本侧风路风流逆转的分析比上行风复杂得多，这里不再讨论。实验和实践表明，下行风比上行风更容易发生风流逆转和烟流逆退现象。,13,5.2井下火灾对主要通风机工况的影响,矿井火灾时，火风压无论是正还是负，总是与主扇串联，作用于矿井通风系统。5.2.1上行风流中发生火灾时对主扇工况的影响这时火风压的作用方向与主扇相同，成为帮助主扇通风的动力。（1）对离心式风机的影响火灾后在火风压的影响下，扇风机的工况点下移，扇风机风量增加（q扇q扇）。功率由n增大到n（2）对轴流式风机的影响火灾后在火风压的作用下，风机工况点下移，扇风机风压降低（hh），扇风机风量增加（qq），扇风机轴功率下降（nn）,14,5.2.2下行风流中发生火灾时对主扇工况的影响这时火风压的作用方向与主扇相反，从而阻碍主扇通风。（1）对离心式风机的影响风机风量减小（矿井风量减小）风机风压升高风机轴功率下降（2）对轴流式风机的影响火灾后风机工况点左移，主扇工作风压增加，风量减小，主扇的轴功率增加。因此，在这种情况下，存在着风机进入不稳定区运转和烧电机的危险。,15,5.3火灾时期的风流控制5.3.1火灾时风流控制的基本要求（1）保证灾区和受威胁区内人员安全撤退，有利于救人；（2）防止火灾扩人，创造接近火源直接灭火的条件，有利于灭火；（3）避免火灾气体达到爆炸浓度，避免瓦斯通过火区，防止瓦斯煤尘爆炸；（4）防止出现再生火源和火烟逆退；（5）防止火风压造成风流逆转。,16,5.3.2火灾时期风流的控制（调度）方法矿井火灾时必须根据火灾发生的地点、性质、火风压的大小、瓦斯情况、井下遇险人员的分布等情况，采取正确的风流控制方法，否则就会使事故扩大。常用的控风方法为：1）保持正常通风适用于：火源位于矿井用风段及回风段，火势发展较大，烟雾弥漫范围较大；不能肯定采取其它控风措施有效时；对通风系统复杂的矿井，当采用全矿性反风后，有造成风流紊乱或瓦斯爆炸危险时；,17,2）增风或减风适用于：当采用正常通风会使火灾（火势）扩大，不利于灭火，而隔断风流又会使火区瓦斯浓度上升，有爆炸危险性，可采取减风方法；在处理火灾过程中，如火区内及回风侧瓦斯浓度升高，应采取增风方法，使瓦斯降至1以下；若火区出现火风压，显现风流可能发生逆转现象时，应增加火区风量，增加主要通风机作用在该支路上的机械风压，避免风流逆转。3）风流短路法在进风流中发生火灾时，火源之后原进风流与回风流之间如有能使风流短路的分支风路时，可利用这一支路，直接将火烟排至总回风道。但必须将受影响区域内的人员全部撒出。,18,例1平顶山某矿北翼六采区皮带下山发生明火火灾，浓烟随风而下涌向采掘工作面后，65人生命受到威胁。这一火灾情况被一安全检查员发现后，他冒着烟雾打开正、副下山之间的4道风门，使烟雾短路直接进入回风，使采掘工作面人员安全脱险。例2淮南某高瓦斯矿井，中央并列式通风。进风井发生明火火灾，救护队打开了该井与回风井之间的风门，使风流短路，同时直接灭火，避免了井卜人员的伤亡,19,4）反风（1）全矿性反风一般来说，矿井进风井口、井筒、井底车场及其内的硐室、中央石门、主进风大巷发生火灾时，一定要采取全矿性反风措施，以免全矿或一翼直接受到烟侵而造成重大恶性伤亡事故,20,例31962年8月7日大屯某矿进风井口发生火灾，由于反风及时，当班井下1300多人无一人伤亡。例41974年5月4日鹤岗局某矿一井，进风斜井煤仓自燃出现明火。反风使井下600多人安全撤出。例51974年12月14日抚顺某矿2号斜井（木背板支护）发生火灾，及时反风后，井下1000多人安全从原回风井撤出。例61978年2月15日舒兰局某矿井底泵房灯泡取暖引起火灾，由于无法反风，死亡68人。,21,（2）局部反风（区域反风）采区内部（采面进风流）发生火灾，若有条件利用风门的启闭能实现局部反风时，则应进行局部反风。例71979年12月7日，义马某矿西翼皮带下山发生火灾，采用局部反风使该区108人大部分脱险。应注意：由于矿井通风网络的复杂性、火势发展的不均衡性，采用什么方式反风，应视具体情况决定。最好平时做好反风演习工作，通过演习观测瓦斯涌出、煤尘飞扬情况，以判断在火灾时反风后是否有发生爆炸危险。通过演习摸清在什么地点发火时应采用何种反风方式。多台通风机联合通风的矿井反风时，要保证非事故区域的主要通风机先反风，事故区域的主要通风机后反风（规程第569条）。,22,反风是一种技术性很强的决定，应慎重考虑反风的结果。如果决定反风，应首先撤出原进风系统人员，并让全体救灾人员知道。同时设法通知井下人员，并控制入井人员。例81987年12月2日黑龙江省某矿在进风主斜井底发生火灾（主井进风、副井回风）。在处理火灾时，没有成立救灾指挥部，由矿领导指挥。当矿领导见火势严重时，这时井下工人已通知撤出，决定反风（15时20分反风）。反风后致使主井上部3人死亡。发现后又决定停止反风（15时55分），恢复正常通风（16时）。而此时从副井下井的2名救护队员又中毒死亡。为了灭火，又进行了第二次反风（16时15分），最后将火扑灭。造成上述5人死亡，主要是指挥不当，决定反风是对的，但未及时通知有关人员，又未掌握入井情况。,23,5）停止主要通风机运转（零点通风）（1）适用条件：回风井筒或车场火灾时，可停风机，同时打开井口防爆盖（门），依靠火风压或自然风压排烟；火灾发生在进风井筒或井底，不具备反风条件或不能反风，也无法进行烟气短路进入回风时，可尽快停止风机运转，打开回风井防爆井盖（门），使风流在火风压作用下反向。（2）应注意：停止主要通风机运转的方法不能轻易采用，只有在有绝对把握时才可用，否则会扩大事故。,24,例91993年8月9日遵义煤矿在进风斜井井底车场内的变电所发生火灾，并引燃进风斜井木支架，当班回风侧27人中25人遇难，2人撤出脱险。在救灾灭火过程中矿领导下达停风机命令，引起风流逆转，又使23名救灾人员牺牲（其中3名消防队员，1名救护队员，矿总工1人，安全科长1人），致使灾情扩大，累计牺牲48人。该矿为中央并列式通风具有反风条件，也能实现火烟的短路，反而下达了停风