煤礦火災(zāi)概論課件VIP

1、煤礦火災(zāi)概論1 煤礦火災(zāi)概論2 一旦礦井發(fā)生火災(zāi)事故，不管是內(nèi)因火災(zāi)還是外因火災(zāi)，由于是一旦礦井發(fā)生火災(zāi)事故，不管是內(nèi)因火災(zāi)還是外因火災(zāi)，由于是 缺缺 氧燃燒，往往成生大量的有毒有害氣體及高溫?zé)熈?。如果煙流流?jīng)的氧燃燒，往往成生大量的有毒有害氣體及高溫?zé)熈?。如果煙流流?jīng)的 通道不暢通以及火源溫度特別高，生成大量的煙霧，則往往容易造成通道不暢通以及火源溫度特別高，生成大量的煙霧，則往往容易造成 礦井風(fēng)流局部或全礦性的紊亂，煙流可能侵入不該到達(dá)的區(qū)域。如果礦井風(fēng)流局部或全礦性的紊亂，煙流可能侵入不該到達(dá)的區(qū)域。如果 沒有正確的防范措施，將會造成嚴(yán)重的后果，導(dǎo)致事故的擴大，造成沒有正確的防范措施，將

2、會造成嚴(yán)重的后果，導(dǎo)致事故的擴大，造成 更大的傷亡事故。更大的傷亡事故。 例如例如19471947年年1 1月月3030 波蘭莫澤尤夫礦，采區(qū)上山發(fā)生火災(zāi)，由于礦井波蘭莫澤尤夫礦，采區(qū)上山發(fā)生火災(zāi)，由于礦井 通風(fēng)管理薄弱，加之領(lǐng)導(dǎo)對火災(zāi)時期風(fēng)流的變化規(guī)律缺乏知識，處理通風(fēng)管理薄弱，加之領(lǐng)導(dǎo)對火災(zāi)時期風(fēng)流的變化規(guī)律缺乏知識，處理 不當(dāng)，以至位于火區(qū)上風(fēng)側(cè)遠(yuǎn)離火源的采區(qū)遭到有毒氣體的侵襲，致不當(dāng)，以至位于火區(qū)上風(fēng)側(cè)遠(yuǎn)離火源的采區(qū)遭到有毒氣體的侵襲，致 使人物股喪生。使人物股喪生。 1)1)礦井概況礦井概況 通風(fēng)系統(tǒng)示意圖通風(fēng)系統(tǒng)示意圖( (圖圖6-33a)6-33a)與網(wǎng)路圖與網(wǎng)路圖( (圖圖6-

3、33b)6-33b)只繪出了與火災(zāi)有只繪出了與火災(zāi)有 關(guān)部分。風(fēng)流從進風(fēng)井筒進入生產(chǎn)水平后，通過大巷、石門關(guān)部分。風(fēng)流從進風(fēng)井筒進入生產(chǎn)水平后，通過大巷、石門(2-3-1-5)(2-3-1-5) 分別流向礦井兩翼的各個煤層采區(qū)。西翼采區(qū)因自然發(fā)火封閉，生產(chǎn)分別流向礦井兩翼的各個煤層采區(qū)。西翼采區(qū)因自然發(fā)火封閉，生產(chǎn) 安排在東翼采區(qū)和西翼的上階段。暗井是從上階段下放重車的通道。安排在東翼采區(qū)和西翼的上階段。暗井是從上階段下放重車的通道。 煤礦火災(zāi)概論3 2)2)事故發(fā)生經(jīng)過事故發(fā)生經(jīng)過 火災(zāi)的發(fā)生是由于封閉的老火區(qū)復(fù)燃外延引燃了鄰近采區(qū)上山火災(zāi)的發(fā)生是由于封閉的老火區(qū)復(fù)燃外延引燃了鄰近采區(qū)上山(

4、3)(3)的木支架造的木支架造 成的。事故發(fā)生的當(dāng)天一位區(qū)長曾于成的。事故發(fā)生的當(dāng)天一位區(qū)長曾于1212點點3030分檢查工作路過此地，并且發(fā)覺從火區(qū)分檢查工作路過此地，并且發(fā)覺從火區(qū) 密封墻上向外涌出青煙，這時井下各個采區(qū)都在照常工作，但密封墻上向外涌出青煙，這時井下各個采區(qū)都在照常工作，但42min42min后，突然從原來后，突然從原來 上風(fēng)的暗井下口向石門涌出大量濃煙，摻入新風(fēng)，毒化了位于上風(fēng)頭的采區(qū)。因為上風(fēng)的暗井下口向石門涌出大量濃煙，摻入新風(fēng)，毒化了位于上風(fēng)頭的采區(qū)。因為 沒有估計到火勢的發(fā)展，沒有預(yù)料到火煙會從暗井下涌，所以沒有通知和撤出東翼沒有估計到火勢的發(fā)展，沒有預(yù)料到火煙會

5、從暗井下涌，所以沒有通知和撤出東翼 采區(qū)的工人，以致采區(qū)的工人，以致2525人中毒犧牲。人中毒犧牲。 3)3)事故原因及教訓(xùn)事故原因及教訓(xùn) 此次事故的發(fā)生完全是由于老火區(qū)封閉不嚴(yán)，燃燒外延而引起，基層領(lǐng)導(dǎo)也此次事故的發(fā)生完全是由于老火區(qū)封閉不嚴(yán)，燃燒外延而引起，基層領(lǐng)導(dǎo)也 未能給予足夠的重視，盡管發(fā)現(xiàn)火情而卻未能及時處理，以致釀成了此次事故，從未能給予足夠的重視，盡管發(fā)現(xiàn)火情而卻未能及時處理，以致釀成了此次事故，從 中可以總結(jié)出如下的經(jīng)驗教訓(xùn)：中可以總結(jié)出如下的經(jīng)驗教訓(xùn)： (1)(1)在處理礦井火災(zāi)時，尤其針對發(fā)生在上行風(fēng)流中的火災(zāi)，首先要著眼于控制火在處理礦井火災(zāi)時，尤其針對發(fā)生在上行風(fēng)流中

6、的火災(zāi)，首先要著眼于控制火 勢的發(fā)展，以減小火風(fēng)壓的生成，這就要求將直接滅火法放在首位。同時要求在火勢的發(fā)展，以減小火風(fēng)壓的生成，這就要求將直接滅火法放在首位。同時要求在火 源前面張掛臨時風(fēng)簾，以減少向火源點供風(fēng)達(dá)到減弱火勢的目的。源前面張掛臨時風(fēng)簾，以減少向火源點供風(fēng)達(dá)到減弱火勢的目的。 (2)(2)在火源前面張掛風(fēng)簾一是可以減少向火區(qū)供風(fēng)，控制火勢發(fā)展，同時也起了增在火源前面張掛風(fēng)簾一是可以減少向火區(qū)供風(fēng)，控制火勢發(fā)展，同時也起了增 大火區(qū)支路風(fēng)阻穩(wěn)定風(fēng)流的作用。但在瓦斯礦井要十分注意檢查火源與風(fēng)簾之間的大火區(qū)支路風(fēng)阻穩(wěn)定風(fēng)流的作用。但在瓦斯礦井要十分注意檢查火源與風(fēng)簾之間的 巷道里是否有

7、局部積聚的瓦斯。巷道里是否有局部積聚的瓦斯。 (3)(3)保證回風(fēng)系統(tǒng)的排煙道路暢通，因此，在排煙的道路上如果有風(fēng)窗存在，要及保證回風(fēng)系統(tǒng)的排煙道路暢通，因此，在排煙的道路上如果有風(fēng)窗存在，要及 時開啟，如果能找到一條臨時的通道使煙流短路，以最小的阻力排出礦井就更為理時開啟，如果能找到一條臨時的通道使煙流短路，以最小的阻力排出礦井就更為理 想。不過關(guān)鍵在于日常對礦井回風(fēng)系統(tǒng)的管理，保持回風(fēng)道支架完整，斷面足夠大，想。不過關(guān)鍵在于日常對礦井回風(fēng)系統(tǒng)的管理，保持回風(fēng)道支架完整，斷面足夠大， 風(fēng)速無超限的區(qū)段，沒有局部阻塞是十分重要的。風(fēng)速無超限的區(qū)段，沒有局部阻塞是十分重要的。 (4)(4)在上行

8、風(fēng)流中發(fā)生火災(zāi)時，在排煙的線路上已經(jīng)撤出人員的情況下，千萬不能在上行風(fēng)流中發(fā)生火災(zāi)時，在排煙的線路上已經(jīng)撤出人員的情況下，千萬不能 停止主扇運轉(zhuǎn)，更不允許輕易采取反風(fēng)措施。停止主扇運轉(zhuǎn)，更不允許輕易采取反風(fēng)措施。 煤礦火災(zāi)概論4 1 1、基本概念、基本概念 1 1、直接煙侵區(qū)、直接煙侵區(qū)火災(zāi)時期，風(fēng)流保持正常流動火災(zāi)時期，風(fēng)流保持正常流動 時，火煙隨風(fēng)流流動直接侵入的地區(qū)。時，火煙隨風(fēng)流流動直接侵入的地區(qū)。 2 2、主干風(fēng)路、主干風(fēng)路從入風(fēng)井經(jīng)火源到風(fēng)井扇風(fēng)機擴從入風(fēng)井經(jīng)火源到風(fēng)井扇風(fēng)機擴 散器流出的風(fēng)路。散器流出的風(fēng)路。 3 3、旁側(cè)支路、旁側(cè)支路除主干風(fēng)路以外的支路。除主干風(fēng)路以外的支路。

9、 4 4、節(jié)點、節(jié)點通風(fēng)網(wǎng)路中的起始點、分風(fēng)點與匯風(fēng)通風(fēng)網(wǎng)路中的起始點、分風(fēng)點與匯風(fēng) 點。點。 5 5、火風(fēng)壓、火風(fēng)壓礦井火災(zāi)時期通風(fēng)網(wǎng)路中出現(xiàn)的附礦井火災(zāi)時期通風(fēng)網(wǎng)路中出現(xiàn)的附 加熱風(fēng)壓，即火災(zāi)時期自然風(fēng)壓的增量。加熱風(fēng)壓，即火災(zāi)時期自然風(fēng)壓的增量。 1 1 2 2 3 3 5 5 6 6 7 7 4 4 火火 8 8 9 9 1 1 2 2 3 3 5 5 6 6 7 7 4 4 火火 8 8 9 9 1 1 2 2 3 3 5 5 6 6 7 7 4 4 火火 8 8 9 9 1 1 2 2 3 3 5 5 6 6 7 7 4 4 火火 8 8 9 9 1 1 2 2 3 3 5 5 6

10、 6 7 7 4 4 火火 8 8 9 9 煤礦火災(zāi)概論5 2 2、風(fēng)流紊亂的形式、風(fēng)流紊亂的形式 1 1）旁側(cè)支路風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)）旁側(cè)支路風(fēng)流的逆轉(zhuǎn) 火災(zāi)時期火煙可能從主干風(fēng)路的排煙段分出一股火災(zāi)時期火煙可能從主干風(fēng)路的排煙段分出一股 煙流流朝著最近的旁側(cè)支路逆流流動。煙流流朝著最近的旁側(cè)支路逆流流動。 2 2）主干風(fēng)路風(fēng)流的逆退）主干風(fēng)路風(fēng)流的逆退 火災(zāi)時期火煙可能一方面從主干風(fēng)路的排煙段排出，另火災(zāi)時期火煙可能一方面從主干風(fēng)路的排煙段排出，另 一方面還可能充滿巷道全斷面逆著主干風(fēng)路的進風(fēng)方向一方面還可能充滿巷道全斷面逆著主干風(fēng)路的進風(fēng)方向 朝著最近的節(jié)點流去。朝著最近的節(jié)點流去。 3 3）火

11、煙的回流）火煙的回流 在火源上風(fēng)頭巷道同一斷面內(nèi)既有新鮮風(fēng)流沿著底板保在火源上風(fēng)頭巷道同一斷面內(nèi)既有新鮮風(fēng)流沿著底板保 持原有方向向火源流動，同時又有煙流沿著頂板逆風(fēng)回持原有方向向火源流動，同時又有煙流沿著頂板逆風(fēng)回 退。退。 1 1 2 2 3 3 5 5 6 6 7 7 4 4 火火 8 8 9 9 1 1 2 2 3 3 5 5 6 6 7 7 4 4 8 8 9 9 火火 1 1 2 2 3 3 5 5 6 6 7 7 4 4 8 8 9 9 火火 煤礦火災(zāi)概論6 1 1、火風(fēng)壓的概念、火風(fēng)壓的概念 礦井發(fā)生火災(zāi)時，通風(fēng)網(wǎng)路中出現(xiàn)的附加熱風(fēng)壓稱為火礦井發(fā)生火災(zāi)時，通風(fēng)網(wǎng)路中出現(xiàn)的附加熱

12、風(fēng)壓稱為火 風(fēng)壓。也有人稱火風(fēng)壓為礦井火災(zāi)時期自然風(fēng)壓的增量。風(fēng)壓。也有人稱火風(fēng)壓為礦井火災(zāi)時期自然風(fēng)壓的增量。 局部火風(fēng)壓：局部火風(fēng)壓：礦井發(fā)生、火災(zāi)后，高溫火煙流經(jīng)每段傾礦井發(fā)生、火災(zāi)后，高溫火煙流經(jīng)每段傾 斜或垂直的井巷時，在局部區(qū)段上產(chǎn)生的火風(fēng)壓。斜或垂直的井巷時，在局部區(qū)段上產(chǎn)生的火風(fēng)壓。 全礦火風(fēng)壓：全礦火風(fēng)壓：礦井發(fā)生火災(zāi)后，高溫火煙流經(jīng)每段傾斜礦井發(fā)生火災(zāi)后，高溫火煙流經(jīng)每段傾斜 或垂直井巷時，所產(chǎn)生的局部火風(fēng)壓的總值或垂直井巷時，所產(chǎn)生的局部火風(fēng)壓的總值( (代數(shù)和代數(shù)和) )。 2 2、局部火風(fēng)壓的計算、局部火風(fēng)壓的計算 1) 1) 流體靜力學(xué)方法流體靜力學(xué)方法 根據(jù)火風(fēng)壓

13、的定義知：火風(fēng)壓，即火災(zāi)時期礦井自然風(fēng)壓根據(jù)火風(fēng)壓的定義知：火風(fēng)壓，即火災(zāi)時期礦井自然風(fēng)壓 的增量，等于發(fā)火后礦井的自然風(fēng)壓值與發(fā)火前礦井的自然風(fēng)的增量，等于發(fā)火后礦井的自然風(fēng)壓值與發(fā)火前礦井的自然風(fēng) 壓值之差。如圖壓值之差。如圖6-6a6-6a、b b、c c所示為礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖，若在所示為礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖，若在 出風(fēng)井井底車場發(fā)生火災(zāi)后，局部火風(fēng)壓出風(fēng)井井底車場發(fā)生火災(zāi)后，局部火風(fēng)壓h hf f為：為：火風(fēng)壓火風(fēng)壓h hf f的計的計 算算 煤礦火災(zāi)概論7 式中：式中：ZZ高溫?zé)熈髁鹘?jīng)傾斜或垂直巷道的標(biāo)高差；高溫?zé)熈髁鹘?jīng)傾斜或垂直巷道的標(biāo)高差；m m； 0 0火災(zāi)前后巷道空氣密度；火

14、災(zāi)前后巷道空氣密度；kg/mkg/m3 3； gg重力加速度；重力加速度；m/sm/s2 2； T Tf f火災(zāi)后巷道風(fēng)流平均溫度；火災(zāi)后巷道風(fēng)流平均溫度；KK； t t發(fā)火前后巷道溫度的平均增值；發(fā)火前后巷道溫度的平均增值； 流流體體靜靜力力學(xué)學(xué) )Pa( T t gZh f 0f 從上式可以看出：從上式可以看出： uZ Z值愈大，亦即高溫?zé)熈髁鹘?jīng)井巷始末兩端的標(biāo)高差愈大，值愈大，亦即高溫?zé)熈髁鹘?jīng)井巷始末兩端的標(biāo)高差愈大，h hf f 值愈大；值愈大； u火源燃燒熾烈，煙量大而溫高，火源燃燒熾烈，煙量大而溫高，t t值大，值大， h hf f 值也大；值也大； u在平巷內(nèi)，在平巷內(nèi)，Z Z值

15、近似為零，值近似為零， h hf f 值甚小，無火風(fēng)壓。值甚小，無火風(fēng)壓。 煤礦火災(zāi)概論8 2)2)熱動力學(xué)方法熱動力學(xué)方法 根據(jù)熱動力學(xué)的原理，根據(jù)熱動力學(xué)的原理，火風(fēng)壓為火災(zāi)時期礦井自然風(fēng)壓火風(fēng)壓為火災(zāi)時期礦井自然風(fēng)壓 的增量，其推導(dǎo)的計算公式為：的增量，其推導(dǎo)的計算公式為： 熱熱力力學(xué)學(xué) )Pa( T t gZh 0 ff 式中：式中：ZZ高溫?zé)熈髁鹘?jīng)傾斜或垂直巷道的標(biāo)高差；高溫?zé)熈髁鹘?jīng)傾斜或垂直巷道的標(biāo)高差；m m； f f火災(zāi)前后巷道空氣密度；火災(zāi)前后巷道空氣密度；kg/mkg/m3 3； gg重力加速度；重力加速度；m/sm/s2 2； T T0 0火災(zāi)前巷道風(fēng)流平均溫度；火災(zāi)前巷

16、道風(fēng)流平均溫度；KK； t t發(fā)火前后巷道溫度的平均增值；發(fā)火前后巷道溫度的平均增值； 煤礦火災(zāi)概論9 熱熱力力學(xué)學(xué) 流流體體靜靜力力學(xué)學(xué) )Pa( T t gZh )Pa( T t gZh 0 ff f 0f 這兩個計算公式：流體靜力學(xué)方法偏小，熱動力學(xué)方法偏大。這兩個計算公式：流體靜力學(xué)方法偏小，熱動力學(xué)方法偏大。 由兩個公式可以看出：由兩個公式可以看出： uZ Z值越大，即高溫?zé)熈髁鹘?jīng)井巷始末兩端的標(biāo)高差愈大，值越大，即高溫?zé)熈髁鹘?jīng)井巷始末兩端的標(biāo)高差愈大，h hf f 值愈大；值愈大； ut t值越大，即火源燃燒越大，煙煙流溫度越高，值越大，即火源燃燒越大，煙煙流溫度越高，h hf f

17、 值也值也 大；大； uZ Z值為值為0 0， h hf f為零。即在平巷內(nèi)不產(chǎn)生火風(fēng)壓。為零。即在平巷內(nèi)不產(chǎn)生火風(fēng)壓。 u火風(fēng)壓的方向永遠(yuǎn)向上。火風(fēng)壓的方向永遠(yuǎn)向上。 煤礦火災(zāi)概論10 3 3、煙流的溫度及其計算方法、煙流的溫度及其計算方法 1)1)影響煙流溫度的因素影響煙流溫度的因素 煙流溫度對火風(fēng)壓值起著決定性的作用，在煙流排出的過程中，沿程煙流溫度對火風(fēng)壓值起著決定性的作用，在煙流排出的過程中，沿程 各點的溫度取決于下述因素：各點的溫度取決于下述因素： 火源點燃燒物的燃燒溫度；火源點燃燒物的燃燒溫度； 距火源點的距離及通過該點的煙量；距火源點的距離及通過該點的煙量； 在火源與該點之間，

18、從其它支路參入的風(fēng)量及其溫度。在火源與該點之間，從其它支路參入的風(fēng)量及其溫度。 2)2)燃燒溫度燃燒溫度 煤炭充分燃燒煤炭充分燃燒( (供氧充足供氧充足) )生成生成COCO2 2時，其燃燒溫度可達(dá)時，其燃燒溫度可達(dá)25002500。 缺氧燃燒不充分時，生成大量的缺氧燃燒不充分時，生成大量的COCO，其燃燒溫度可達(dá)，其燃燒溫度可達(dá)140O140O。 燃燒溫度即火焰的溫度，因熱量是從物質(zhì)燃燒的火焰中放出的，燃燒燃燒溫度即火焰的溫度，因熱量是從物質(zhì)燃燒的火焰中放出的，燃燒 物質(zhì)不同，火焰的溫度也不相同。表物質(zhì)不同，火焰的溫度也不相同。表6-16-1列出幾種燃燒物的燃燒溫度。列出幾種燃燒物的燃燒溫度

19、。 表表6-1 6-1 礦井常見燃燒物燃燒溫度表礦井常見燃燒物燃燒溫度表 燃燃 燒燒 物物燃燒溫度（燃燒溫度（）燃燃 燒燒 物物燃燒溫度（燃燒溫度（） 煙煙 煤煤16471647煤油煤油700-1030700-1030 木木 材材100-1177100-1177甲烷甲烷18001800 汽汽 油油 12001200 COCO 16801680 煤礦火災(zāi)概論11 3) 3)煙流溫度計算煙流溫度計算 煙流在排往出風(fēng)井口的過程中，隨著遠(yuǎn)離火源，溫度逐漸降低。煙流在排往出風(fēng)井口的過程中，隨著遠(yuǎn)離火源，溫度逐漸降低。 如圖所示的巷道，如圖所示的巷道，周長周長L(m)L(m)，煙流流過的，煙流流過的單元長

20、度單元長度dxdx，單元長度巷道壁每秒，單元長度巷道壁每秒 吸收的吸收的熱量為熱量為dQ(JdQ(Js)s)，則有；，則有； T. LdxdQ 式中式中:dQ:dQ單元長度巷道壁每秒的吸熱量，單元長度巷道壁每秒的吸熱量，J Js s； TT距火源點距火源點x(m)x(m)處煙流溫度的增值，處煙流溫度的增值，K K； 對流傳熱系數(shù)對流傳熱系數(shù)( (換熱系數(shù)換熱系數(shù)) )，當(dāng)煙流流過巷道時，其溫度變化，當(dāng)煙流流過巷道時，其溫度變化1K1K時，每時，每 秒在秒在1m1m2 2的巷壁上所吸收的熱量的巷壁上所吸收的熱量(J(Jm m2 2K)K)；值可按下面的經(jīng)驗公式求得：值可按下面的經(jīng)驗公式求得： =

21、2+=2+v v1/2 1/2 或或 =2+=2+v v2/3 2/3 在礦井條件下在礦井條件下取取5-105-10；v v為煙流速度，為煙流速度，m ms s。 煤礦火災(zāi)概論12 T d CGdQ P T dT GC Ldx T d CGTLdx P P C C L P T dT dx G C x G C 0e TT GC Lx 0 P eTT 煙流流過巷道單元長度的失熱量為：煙流流過巷道單元長度的失熱量為： 式中：式中：dQdQ煙流的失熱量，煙流的失熱量，J Js s； GG煙流量，煙流量，kgkgs s； C CP P定壓比熱，定壓比熱，J Jkg.Kkg.K； dTdT在單元長度在單元

22、長度(dx)(dx)內(nèi)煙流溫度的下降值，內(nèi)煙流溫度的下降值，K K。 令令 則則 積分整理得積分整理得 式中：式中：T T0 0火源點溫度的增值，火源點溫度的增值，K K。 從公式從公式(6-18)(6-18)可以看出，可以看出，T T隨煙量的增多而增高，隨火源點的距離增大而減小。隨煙量的增多而增高，隨火源點的距離增大而減小。 下面給出一個實側(cè)可以看出煙流距火源的距離下面給出一個實側(cè)可以看出煙流距火源的距離x(m)x(m)及煙量及煙量G(kgG(kgs)s)對煙流冷卻程度對煙流冷卻程度 的影響。的影響。 （6-186-18） X G C 0 0 0 T T x 0 eTT T T ln Tln

23、Tlnx G C t dt dx G C 0 (6-17)(6-17) 單元長度巷道壁面的吸熱量等于煙流失熱量。單元長度巷道壁面的吸熱量等于煙流失熱量。 煤礦火災(zāi)概論13 例：煙流流經(jīng)斷面為例：煙流流經(jīng)斷面為6m6m2 2、周長、周長1Om1Om的梯形巷道，取的梯形巷道，取=7=7，Cp=1.005kJCp=1.005kJkgKkgK，煙，煙 流密度流密度s=s=101 kg101 kgm m3 3。求煙流速度為。求煙流速度為0.10.1、0.50.5、1.01.0、3.03.0、6.0m6.0ms s時，距離火時，距離火 源源xmxm處的溫度增值處的溫度增值T T與火源溫度增值與火源溫度增值

24、T T0 0之比。之比。 根據(jù)公式根據(jù)公式(6-18)(6-18)計算，其結(jié)果列如表計算，其結(jié)果列如表6-26-2。 表表6-2 6-2 煙流速度不同，距火源距離不同時，火煙溫度降低程度表煙流速度不同，距火源距離不同時，火煙溫度降低程度表 0.10.10.50.51.01.03.03.06.06.0 0.10.133.8633.86100.89100.89155.82155.82279.95279.95439.38439.38 0.010.0167.7267.72201.78201.78311.63311.63595.90595.90878.75878.75 0.0010.001 101.58

25、101.58 302.66302.66 467.45467.45 893.85893.85 1313.131313.13 距火源點距火源點X(m)X(m) V(m/s)V(m/s) T/T/T T0 0 從上表可以看出：煙速愈低，距火源的距離愈遠(yuǎn)，則火煙溫度的降低程度愈大，反之從上表可以看出：煙速愈低，距火源的距離愈遠(yuǎn)，則火煙溫度的降低程度愈大，反之 則相反。譬如，發(fā)火以后，在火源前方則相反。譬如，發(fā)火以后，在火源前方( (上風(fēng)側(cè)上風(fēng)側(cè)) )建立臨時防火墻或懸掛風(fēng)簾，以控制建立臨時防火墻或懸掛風(fēng)簾，以控制 對火源的供風(fēng)，使煙量減少，煙速降低，這對控制其溫度增值將是有效的。如將煙速對火源的供風(fēng)，

26、使煙量減少，煙速降低，這對控制其溫度增值將是有效的。如將煙速 控制在控制在0.1 m0.1 ms s時，從表時，從表6-26-2可以看出，在距火源可以看出，在距火源10lm10lm處，火煙溫度的增值處，火煙溫度的增值T T僅是火僅是火 源點溫度增值源點溫度增值T T0 0 的千分之一。若火源溫度增值為的千分之一。若火源溫度增值為100O100O，則在，則在101 m101 m處僅比原來的處僅比原來的 氣溫增高氣溫增高11。反之，如不采取措施截斷供風(fēng)，煙速為。反之，如不采取措施截斷供風(fēng)，煙速為6.0 m6.0 ms s時，則只有在距火源時，則只有在距火源 1313 m1313 m的地方，才能出現(xiàn)

27、與上述相同的結(jié)果。因此，減少火源點的供風(fēng)是冷卻煙流，的地方，才能出現(xiàn)與上述相同的結(jié)果。因此，減少火源點的供風(fēng)是冷卻煙流， 降低局部火風(fēng)壓的存效措施。降低局部火風(fēng)壓的存效措施。 煤礦火災(zāi)概論14 4) 4)摻入風(fēng)流后煙流溫度的計算摻入風(fēng)流后煙流溫度的計算 設(shè)煙流的溫度為設(shè)煙流的溫度為TsTs，摻入風(fēng)流的溫度為，摻入風(fēng)流的溫度為T TV V混合后的溫度為：混合后的溫度為： Pm VPVVSPSs m C TCmTCm T (6-19) (6-19) 式中式中:T:Tm m摻入風(fēng)流后，混合氣體的溫度，摻入風(fēng)流后，混合氣體的溫度，K K； C CPs Ps、 、C CPv Pv、 、C CPm Pm

28、分別代表煙流、摻入風(fēng)流以及混合后氣體的比熱，分別代表煙流、摻入風(fēng)流以及混合后氣體的比熱，(J(Jkg.K)kg.K)； m ms s、m mv v混合氣體中煙流與風(fēng)流各占的百分比，混合氣體中煙流與風(fēng)流各占的百分比，(m(ms s+m+mv v=1)=1)。 取取 PmPVPS CCC 則則 VVSSm TmTmT (6-2O) (6-2O) 當(dāng)煙流溫度為當(dāng)煙流溫度為Ts=50OTs=50O，風(fēng)流溫度，風(fēng)流溫度Tv=20Tv=20時，根據(jù)摻入煙流的風(fēng)量不同，所計算時，根據(jù)摻入煙流的風(fēng)量不同，所計算 得的混合氣體溫度如表得的混合氣體溫度如表6-36-3。 表表6-3 6-3 滲入煙流的風(fēng)量不同，混

29、合氣體的溫度表滲入煙流的風(fēng)量不同，混合氣體的溫度表 m mv v（% %）1010202030304040505060607070 T Tm m（）452452404404352352308308260260212212146146 煤礦火災(zāi)概論15 從表從表6-36-3看出，摻入風(fēng)量有降低煙溫的作用，但是并不看出，摻入風(fēng)量有降低煙溫的作用，但是并不 顯著。而且向火煙中摻入新風(fēng)使其溫度下降以減少局部火風(fēng)顯著。而且向火煙中摻入新風(fēng)使其溫度下降以減少局部火風(fēng) 壓的方法，只有當(dāng)火煙溫度低于其本身的著火溫度，而且也壓的方法，只有當(dāng)火煙溫度低于其本身的著火溫度，而且也 低于流經(jīng)巷道中可燃物的著火溫度時才

30、能采用，否則摻入新低于流經(jīng)巷道中可燃物的著火溫度時才能采用，否則摻入新 風(fēng)的地方，不管是由于火煙本身發(fā)生燃燒，還是由于煤或坑風(fēng)的地方，不管是由于火煙本身發(fā)生燃燒，還是由于煤或坑 木發(fā)生燃燒，都可能產(chǎn)生再生火源。木發(fā)生燃燒，都可能產(chǎn)生再生火源。 應(yīng)當(dāng)指出的是，在回風(fēng)系統(tǒng)的巷道中設(shè)置水幕，一旦應(yīng)當(dāng)指出的是，在回風(fēng)系統(tǒng)的巷道中設(shè)置水幕，一旦 發(fā)生火災(zāi)，在排煙的沿途，啟動使之噴淋，對降低煙流的溫發(fā)生火災(zāi)，在排煙的沿途，啟動使之噴淋，對降低煙流的溫 度是十分顯著的，國內(nèi)外在使用這一方法中不僅收到了降低度是十分顯著的，國內(nèi)外在使用這一方法中不僅收到了降低 煙煙 溫的作用，而且起到阻火的效果，將火災(zāi)控制在一

31、定的溫的作用，而且起到阻火的效果，將火災(zāi)控制在一定的 范圍內(nèi)，阻止其蔓延。范圍內(nèi)，阻止其蔓延。 綜上所述，火災(zāi)發(fā)生時控制供風(fēng)，以阻止火勢發(fā)展、綜上所述，火災(zāi)發(fā)生時控制供風(fēng)，以阻止火勢發(fā)展、 降低火源點及排出煙流的溫度；啟動水幕系統(tǒng)，阻火降溫等降低火源點及排出煙流的溫度；啟動水幕系統(tǒng)，阻火降溫等 都是減少局部火風(fēng)壓生成、防止風(fēng)流紊亂的可行措施。在排都是減少局部火風(fēng)壓生成、防止風(fēng)流紊亂的可行措施。在排 煙的沿途摻入新風(fēng)降溫的措施則是有條件的，只有在不引起煙的沿途摻入新風(fēng)降溫的措施則是有條件的，只有在不引起 再生火源的條件下，方可采用。再生火源的條件下，方可采用。 煤礦火災(zāi)概論16 4 4、再生火源

32、、再生火源 井下發(fā)生火災(zāi)時，原生火源排出的高溫?zé)熈髟诹鹘?jīng)的沿途摻入新風(fēng)的地點再井下發(fā)生火災(zāi)時，原生火源排出的高溫?zé)熈髟诹鹘?jīng)的沿途摻入新風(fēng)的地點再 次著火，并引燃木支架或煤壁所生成的火源稱之為再生火源。次著火，并引燃木支架或煤壁所生成的火源稱之為再生火源。 從原生火源排出的火煙具有高溫的特點，在流經(jīng)的巷道中，如果沒有新風(fēng)流從原生火源排出的火煙具有高溫的特點，在流經(jīng)的巷道中，如果沒有新風(fēng)流 的參入，煙流因缺氧無法引燃巷道中的可燃物。但如果高溫?zé)熈髁鹘?jīng)的巷道有新風(fēng)的參入，煙流因缺氧無法引燃巷道中的可燃物。但如果高溫?zé)熈髁鹘?jīng)的巷道有新風(fēng) 流的參入，當(dāng)煙流溫度高于巷道中可燃物（木背板、木支架、電纜、皮帶

33、等）的著流的參入，當(dāng)煙流溫度高于巷道中可燃物（木背板、木支架、電纜、皮帶等）的著 火點時高溫?zé)熈鲗⒃趨⑿嘛L(fēng)的地點再次發(fā)生燃燒，形成再生火源?；瘘c時高溫?zé)熈鲗⒃趨⑿嘛L(fēng)的地點再次發(fā)生燃燒，形成再生火源。 再生火源的產(chǎn)生，將是非常危險的，它將使事故擴大、造成風(fēng)流紊亂。產(chǎn)生再生火源的產(chǎn)生，將是非常危險的，它將使事故擴大、造成風(fēng)流紊亂。產(chǎn)生 再生火源的危險性與火煙的溫度、成分有密切的關(guān)系，在下列幾種條件下都可能產(chǎn)再生火源的危險性與火煙的溫度、成分有密切的關(guān)系，在下列幾種條件下都可能產(chǎn) 生再生火源。生再生火源。 1)1)富燃料再生火源富燃料再生火源 當(dāng)火災(zāi)氣體從火源排出后，煙流溫度非常高，高于火災(zāi)氣體的著

34、火溫度，且含有當(dāng)火災(zāi)氣體從火源排出后，煙流溫度非常高，高于火災(zāi)氣體的著火溫度，且含有 大量的可燃成分，由于缺氧而不能燃燒。當(dāng)有新鮮風(fēng)流參入時，有了供氧條件，就大量的可燃成分，由于缺氧而不能燃燒。當(dāng)有新鮮風(fēng)流參入時，有了供氧條件，就 會在匯合點燃燒并引燃巷道中的可燃物。會在匯合點燃燒并引燃巷道中的可燃物。這類火災(zāi)往往發(fā)生在巷道的交叉點。燃燒這類火災(zāi)往往發(fā)生在巷道的交叉點。燃燒 的火災(zāi)氣體點燃支架、煤壁，電纜等，立即形成交叉點處的再生火源。的火災(zāi)氣體點燃支架、煤壁，電纜等，立即形成交叉點處的再生火源。 2)2)富氧再生火源富氧再生火源 當(dāng)高溫火災(zāi)氣體含有足夠量的氧，但可燃性氣體成分不多時，它本身雖

35、不能燃燒，當(dāng)高溫火災(zāi)氣體含有足夠量的氧，但可燃性氣體成分不多時，它本身雖不能燃燒， 但是在它流經(jīng)的沿途一遇可燃物，就有可能產(chǎn)生再生火源。但是在它流經(jīng)的沿途一遇可燃物，就有可能產(chǎn)生再生火源。 煤礦火災(zāi)概論17 3)3)引起煤炭自燃引起煤炭自燃 含有一定濃度可燃?xì)怏w的火煙，雖然它的溫度低于自燃或點燃其它可燃物的溫度，含有一定濃度可燃?xì)怏w的火煙，雖然它的溫度低于自燃或點燃其它可燃物的溫度， 但是由于救災(zāi)延續(xù)時間過長，在其流過的沿途與煤巷壁面接觸能使煤壁溫度提高，如但是由于救災(zāi)延續(xù)時間過長，在其流過的沿途與煤巷壁面接觸能使煤壁溫度提高，如 果在煤壁內(nèi)存在裂隙或裂縫，由于溫度增高，有可能引起煤的自燃或瓦

36、斯燃燒而形成果在煤壁內(nèi)存在裂隙或裂縫，由于溫度增高，有可能引起煤的自燃或瓦斯燃燒而形成 再生火源。再生火源。 再生火源可能發(fā)生在一個地方，也可能發(fā)生在排煙沿途的多個地點。再生火源的再生火源可能發(fā)生在一個地方，也可能發(fā)生在排煙沿途的多個地點。再生火源的 發(fā)生使救災(zāi)工作復(fù)雜化，為此在撲滅火災(zāi)時，一定要注意了解從火源點到風(fēng)井排煙發(fā)生使救災(zāi)工作復(fù)雜化，為此在撲滅火災(zāi)時，一定要注意了解從火源點到風(fēng)井排煙 的沿途是否存在發(fā)生再生火源的條件。的沿途是否存在發(fā)生再生火源的條件。 綜上所述，產(chǎn)生再生火源的條件可以概括為以下三個方面：綜上所述，產(chǎn)生再生火源的條件可以概括為以下三個方面： 火災(zāi)氣體的成份；火災(zāi)氣體的

37、成份； 火煙溫度；火煙溫度； 可燃物的分布情況。可燃物的分布情況。 （1 1）火災(zāi)燃燒的時間愈長，再生火源發(fā)生的可能性愈大。）火災(zāi)燃燒的時間愈長，再生火源發(fā)生的可能性愈大。 因此，如果短時間內(nèi)不能控制火勢和完成滅火工作時，必須根據(jù)具體情況采取冷因此，如果短時間內(nèi)不能控制火勢和完成滅火工作時，必須根據(jù)具體情況采取冷 卻火煙、煤壁與支架的措施。最有效的降低溫度的方法是設(shè)立水幕，水幕既可以冷卻火煙、煤壁與支架的措施。最有效的降低溫度的方法是設(shè)立水幕，水幕既可以冷 卻煙流，又可以阻擋火勢蔓延。卻煙流，又可以阻擋火勢蔓延。 （2 2）可以采用改變火煙排出路線的方法以防再生火源的發(fā)生，例如令高溫?zé)熈魍ǎ┛?/p>

38、以采用改變火煙排出路線的方法以防再生火源的發(fā)生，例如令高溫?zé)熈魍?過不燃性材料支護的巖巷。過不燃性材料支護的巖巷。 （3 3）在火源前方構(gòu)筑防火墻以減少向火區(qū)供風(fēng)。）在火源前方構(gòu)筑防火墻以減少向火區(qū)供風(fēng)。 煤礦火災(zāi)概論18 5 5、災(zāi)變時期的火源分類、災(zāi)變時期的火源分類 1 1）富氧燃燒（非受限燃燒）富氧燃燒（非受限燃燒） 火源燃燒產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體在燃燒中已基本耗盡?；鹪慈紵a(chǎn)生的揮發(fā)性氣體在燃燒中已基本耗盡。 火源下風(fēng)側(cè)氧氣濃度保持火源下風(fēng)側(cè)氧氣濃度保持15%15%以上。以上。 2 2）富燃料燃燒（受限燃燒、貧氧燃燒）富燃料燃燒（受限燃燒、貧氧燃燒） 火源燃燒時火勢大、溫度高，火源產(chǎn)生大量炙

39、熱揮發(fā)性氣體與主風(fēng)流混合火源燃燒時火勢大、溫度高，火源產(chǎn)生大量炙熱揮發(fā)性氣體與主風(fēng)流混合 形成炙熱煙流，煙流中氧氣濃度低于形成炙熱煙流，煙流中氧氣濃度低于2%2%。 性質(zhì)性質(zhì) 分類分類 富燃料燃燒富燃料燃燒 受限燃燒受限燃燒 富氧燃燒富氧燃燒 非受限燃燒非受限燃燒 基本特征基本特征燃料多，供氧不足燃料多，供氧不足燃料不足，供氧多燃料不足，供氧多 特點特點 火勢范圍大，火勢大，蔓延快火勢范圍大，火勢大，蔓延快火勢范圍小，火勢小，蔓延慢火勢范圍小，火勢小，蔓延慢 耗氧多，剩余氧少（耗氧多，剩余氧少（2%2%左右）左右）耗氧少，剩余氧多（耗氧少，剩余氧多（15%15%左右）左右） 剩余大量可燃揮發(fā)物

40、剩余大量可燃揮發(fā)物可燃揮發(fā)物基本耗盡可燃揮發(fā)物基本耗盡 易引起再生火源與爆炸易引起再生火源與爆炸不易引起再生火源與爆炸不易引起再生火源與爆炸 危險性大危險性大危險性小危險性小 煤礦火災(zāi)概論19 3 3）礦井火災(zāi)火源分帶）礦井火災(zāi)火源分帶 富燃料燃燒火災(zāi)火源分帶圖富燃料燃燒火災(zāi)火源分帶圖 1 1冷卻帶；冷卻帶；2 2焦化帶；焦化帶；3 3燃燒帶；燃燒帶； 4 4高溫?zé)峤鈳?；高溫?zé)峤鈳В? 5剩余燃料帶；剩余燃料帶； 6 6預(yù)熱帶；預(yù)熱帶；O O2 2氧氣濃度；氧氣濃度； CC可燃?xì)怏w濃度；可燃?xì)怏w濃度；t tf f溫度。溫度。 O O2 2% % C C% % 煙煙流流 1 12 2 4 4 3

41、 3 t tf f O O2 2% % C C% % 煙煙流流 1 12 23 35 56 6 t tf f 4 4 富氧燃燒火災(zāi)火源分帶圖富氧燃燒火災(zāi)火源分帶圖 1 1冷卻帶；冷卻帶；2 2焦化帶；焦化帶； 3 3燃燒帶；燃燒帶；4 4預(yù)熱帶。預(yù)熱帶。 煤礦火災(zāi)概論20 富富燃燃料料燃燃燒燒的的危危險險性性示示意意圖圖 新新鮮鮮風(fēng)風(fēng)流流 4 4）富燃料火災(zāi)危險性）富燃料火災(zāi)危險性 高高溫溫?fù)]揮發(fā)發(fā)氣氣體體和和煙煙流流 混混合合風(fēng)風(fēng)流流 1 1. .原原生生火火源源2 2. .再再生生火火源源3 3. .煙煙流流滾滾退退 4 4. .與與空空氣氣的的接接 觸觸界界面面燃燃燒燒 5 5. .在在

42、有有漏漏風(fēng)風(fēng)滲滲入入條條件件下下可可 能能引引燃燃巷巷頂頂煤煤壁壁、支支架架 6 6. .熱熱風(fēng)風(fēng)壓壓引引起起火火源源下下風(fēng)風(fēng) 側(cè)側(cè)煙煙流流逆逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)而而進進入入火火源源 上上風(fēng)風(fēng)側(cè)側(cè)并并再再次次進進入入火火 源源，可可能能引引起起爆爆炸炸。 7 7. .可可燃燃預(yù)預(yù)混混氣氣體體再再次次 進進入入，可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)爆爆炸炸 8 8. .旁旁側(cè)側(cè)新新鮮鮮風(fēng)風(fēng)流流 9 9. .可可燃燃預(yù)預(yù)混混 氣氣體體形形成成 1 10 0. .可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)燃燃燒燒或或爆爆炸炸 煤礦火災(zāi)概論21 5 5）富燃料類火災(zāi)的防治）富燃料類火災(zāi)的防治 富燃料燃燒取決于可燃物的類型、數(shù)量及供氧量。可燃物越容易引燃，燃料數(shù)

43、富燃料燃燒取決于可燃物的類型、數(shù)量及供氧量?？扇嘉镌饺菀滓?，燃料數(shù) 量越大，供氧量相對于燃料量不足量越大，供氧量相對于燃料量不足( (如停風(fēng)、減風(fēng)、巷道垮塌等如停風(fēng)、減風(fēng)、巷道垮塌等) )，空氣預(yù)熱溫度越，空氣預(yù)熱溫度越 高，則發(fā)生富燃料類火災(zāi)的可能性越大。高，則發(fā)生富燃料類火災(zāi)的可能性越大。 富燃料燃燒還取決于巷道斷面的大小，下風(fēng)側(cè)可燃物種類、數(shù)量和分布形式。富燃料燃燒還取決于巷道斷面的大小，下風(fēng)側(cè)可燃物種類、數(shù)量和分布形式。 巷道周長和斷面積之比愈小巷道周長和斷面積之比愈小(巷道斷面愈小巷道斷面愈小)，愈容易發(fā)生富燃料類火災(zāi)。，愈容易發(fā)生富燃料類火災(zāi)。 （1 1）防止富燃料類火災(zāi)發(fā)生的方

44、法防止富燃料類火災(zāi)發(fā)生的方法 (1) (1)減小火焰沿巷道蔓延的速度，即在火災(zāi)剛發(fā)生時，及時采取滅火措施，避免減小火焰沿巷道蔓延的速度，即在火災(zāi)剛發(fā)生時，及時采取滅火措施，避免 火勢擴大，或者在火源下風(fēng)側(cè)布置灑水水幕，減少下風(fēng)側(cè)可燃揮發(fā)性氣體的產(chǎn)生?；饎輸U大，或者在火源下風(fēng)側(cè)布置灑水水幕，減少下風(fēng)側(cè)可燃揮發(fā)性氣體的產(chǎn)生。 (2)(2)除非有十分可靠而安全的減風(fēng)、停風(fēng)理由，否則應(yīng)維持著火區(qū)域的通風(fēng)，即除非有十分可靠而安全的減風(fēng)、停風(fēng)理由，否則應(yīng)維持著火區(qū)域的通風(fēng)，即 不減小風(fēng)速。不減小風(fēng)速。 如果礦井火災(zāi)已成為富燃料類火災(zāi)或已由富氧類火災(zāi)轉(zhuǎn)變?yōu)楦蝗剂项惢馂?zāi)時，為如果礦井火災(zāi)已成為富燃料類火災(zāi)或已

45、由富氧類火災(zāi)轉(zhuǎn)變?yōu)楦蝗剂项惢馂?zāi)時，為 避免發(fā)生危險，與其浪費時間進行危險而收效不大的滅火，不如盡力防止其發(fā)展。避免發(fā)生危險，與其浪費時間進行危險而收效不大的滅火，不如盡力防止其發(fā)展。 煤礦火災(zāi)概論22 （2 2）控制富燃料類火災(zāi)的方法控制富燃料類火災(zāi)的方法 (1)(1)在著火巷道的相接鄰巷道內(nèi)噴水、噴高效泡沫，防止火勢向其中蔓延。在著火巷道的相接鄰巷道內(nèi)噴水、噴高效泡沫，防止火勢向其中蔓延。 (2)(2)加固著火巷與相接巷道間的風(fēng)門、隔墻，減少漏風(fēng)。加固著火巷與相接巷道間的風(fēng)門、隔墻，減少漏風(fēng)。 (3)(3)若時間允許，將混凝土或其他不燃性密封劑噴射在隔墻的周邊和隔墻外幾米距若時間允許，將混凝

46、土或其他不燃性密封劑噴射在隔墻的周邊和隔墻外幾米距 離的巷頂和巷幫上半部，減少火勢蔓延和漏風(fēng)的可能。離的巷頂和巷幫上半部，減少火勢蔓延和漏風(fēng)的可能。 (4)(4)在火源上風(fēng)側(cè)構(gòu)筑帶有自動關(guān)閉門的臨時風(fēng)門。如有人員在內(nèi)，不得關(guān)閉風(fēng)門在火源上風(fēng)側(cè)構(gòu)筑帶有自動關(guān)閉門的臨時風(fēng)門。如有人員在內(nèi)，不得關(guān)閉風(fēng)門 。 (5)(5)若能迅速準(zhǔn)備充足的惰氣，可以向著火巷注入惰氣。注氣氮效果差，其冷卻效若能迅速準(zhǔn)備充足的惰氣，可以向著火巷注入惰氣。注氣氮效果差，其冷卻效 果不好，所以最好注入液氮或液態(tài)果不好，所以最好注入液氮或液態(tài)COCO2 2。其目的是冷卻火區(qū)，減小火勢，并減少火源。其目的是冷卻火區(qū)，減小火勢，并

47、減少火源 鄰近區(qū)域揮發(fā)性氣體的產(chǎn)生量。鄰近區(qū)域揮發(fā)性氣體的產(chǎn)生量。 (6)(6)人員撤出災(zāi)區(qū)，關(guān)閉位于火源前方的自動風(fēng)門，在可能的情況下，繼續(xù)進行噴人員撤出災(zāi)區(qū)，關(guān)閉位于火源前方的自動風(fēng)門，在可能的情況下，繼續(xù)進行噴 水、噴射高效泡沫和注入水、噴射高效泡沫和注入 COCO2 2等工作。等工作。 (7)(7)救護人員進行較大范圍的火區(qū)封閉作業(yè)。若要全礦封閉，則需關(guān)閉主要通風(fēng)機救護人員進行較大范圍的火區(qū)封閉作業(yè)。若要全礦封閉，則需關(guān)閉主要通風(fēng)機 ，封閉通往地面的所有出口。，封閉通往地面的所有出口。 對富燃料類火災(zāi)的處理原則是：在保證人員安全的前提下，在著火區(qū)域盡可能采對富燃料類火災(zāi)的處理原則是：在

48、保證人員安全的前提下，在著火區(qū)域盡可能采 取一些抑制火勢的措施，然后封閉火區(qū)或礦井。對于富燃料火災(zāi)往往不能采用直接取一些抑制火勢的措施，然后封閉火區(qū)或礦井。對于富燃料火災(zāi)往往不能采用直接 滅火方式，只能在完成上述步驟后進行遙控滅火，如由地面注入惰氣等。滅火方式，只能在完成上述步驟后進行遙控滅火，如由地面注入惰氣等。 煤礦火災(zāi)概論23 1 1）上行風(fēng)流中旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的判別上行風(fēng)流中旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的判別 火災(zāi)時期發(fā)生風(fēng)流紊亂的形式不一，已如前述，其原因也不盡相同，但其主要原因有火災(zāi)時期發(fā)生風(fēng)流紊亂的形式不一，已如前述，其原因也不盡相同，但其主要原因有 四個方面：四個方面：局部火風(fēng)壓的生成；過

49、量煙氣的產(chǎn)生；主扇風(fēng)壓以及網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻的影響。局部火風(fēng)壓的生成；過量煙氣的產(chǎn)生；主扇風(fēng)壓以及網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻的影響。 1 1、上行風(fēng)流旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的原因及其防治、上行風(fēng)流旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的原因及其防治 旁側(cè)支路風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)主要是由于在上行風(fēng)路中發(fā)生火災(zāi)時，沒能及時控制，產(chǎn)旁側(cè)支路風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)主要是由于在上行風(fēng)路中發(fā)生火災(zāi)時，沒能及時控制，產(chǎn) 生了較大的局部火風(fēng)壓而形成的。生了較大的局部火風(fēng)壓而形成的。 如如圖圖6-156-15所示的簡化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)火災(zāi)發(fā)生在采區(qū)的上山內(nèi)即上行風(fēng)路所示的簡化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)火災(zāi)發(fā)生在采區(qū)的上山內(nèi)即上行風(fēng)路a a中，中， 由于高溫?zé)熈髁鹘?jīng)上行風(fēng)路，所以局部火風(fēng)壓的作用方向與系統(tǒng)的

50、主扇風(fēng)壓由于高溫?zé)熈髁鹘?jīng)上行風(fēng)路，所以局部火風(fēng)壓的作用方向與系統(tǒng)的主扇風(fēng)壓(hf)(hf)作作 用方向一致。在這種情況下，主干風(fēng)路用方向一致。在這種情況下，主干風(fēng)路l-2-3l-2-3（A A）-4-F-5-6-4-F-5-6（B B） -7-8-9-7-8-9的風(fēng)向一的風(fēng)向一 般是保持原來的方向不變。而可能發(fā)生風(fēng)向逆轉(zhuǎn)的是旁側(cè)支路般是保持原來的方向不變。而可能發(fā)生風(fēng)向逆轉(zhuǎn)的是旁側(cè)支路(b(b、c c、d)d)。 為了考察旁側(cè)支路的風(fēng)向變化規(guī)律，我們?nèi)稳∫粭l為了考察旁側(cè)支路的風(fēng)向變化規(guī)律，我們?nèi)稳∫粭lc c支路作為考察對象。以支路作為考察對象。以c c支路支路 為界將把整個通風(fēng)系統(tǒng)劃分為內(nèi)部分

51、系統(tǒng)為界將把整個通風(fēng)系統(tǒng)劃分為內(nèi)部分系統(tǒng)( (i) )和外、部分系統(tǒng)和外、部分系統(tǒng)( (o) )兩個部分。把連接進兩個部分。把連接進 出風(fēng)井口的大氣看作一個風(fēng)阻為零的支路，于是可將圖出風(fēng)井口的大氣看作一個風(fēng)阻為零的支路，于是可將圖6-156-15在形式上變換成如圖在形式上變換成如圖6-6- 1616與與6-176-17所示的封閉回路系統(tǒng)。所示的封閉回路系統(tǒng)。 煤礦火災(zāi)概論24 在通風(fēng)系統(tǒng)簡化封閉回路圖中，設(shè)：在通風(fēng)系統(tǒng)簡化封閉回路圖中，設(shè)： h hi i內(nèi)部分系統(tǒng)中出現(xiàn)的局部火風(fēng)壓內(nèi)部分系統(tǒng)中出現(xiàn)的局部火風(fēng)壓, ,即即h hF1 F1和 和h hF2 F2之和； 之和； h ho o外部分系統(tǒng)

52、中出現(xiàn)的火風(fēng)壓，即外部分系統(tǒng)中出現(xiàn)的火風(fēng)壓，即h hF3 F3、 、h hF4 F4和主扇風(fēng)壓 和主扇風(fēng)壓(h(hf f) )的總和；的總和； R Ri i內(nèi)部分系統(tǒng)的合成風(fēng)阻；內(nèi)部分系統(tǒng)的合成風(fēng)阻； R Ro o外部分系統(tǒng)的合成風(fēng)阻；外部分系統(tǒng)的合成風(fēng)阻； R Rl l旁側(cè)支路的風(fēng)阻旁側(cè)支路的風(fēng)阻 Q Qi i內(nèi)部分系統(tǒng)的風(fēng)量；內(nèi)部分系統(tǒng)的風(fēng)量； Q Qo o外部分系統(tǒng)的風(fēng)量；外部分系統(tǒng)的風(fēng)量； Q Ql l旁側(cè)支路的風(fēng)量。旁側(cè)支路的風(fēng)量。 圖圖6-17 6-17 通風(fēng)系統(tǒng)簡化封閉回路圖通風(fēng)系統(tǒng)簡化封閉回路圖 從圖從圖6-176-17中可以看出，內(nèi)部分系統(tǒng)中可以看出，內(nèi)部分系統(tǒng) 的風(fēng)壓的風(fēng)壓

53、h hi i極力使旁側(cè)支路極力使旁側(cè)支路c c的風(fēng)流從節(jié)點的風(fēng)流從節(jié)點B B 流向流向A A，而外部分系統(tǒng)的風(fēng)壓，而外部分系統(tǒng)的風(fēng)壓h ho o則極力使則極力使 其風(fēng)流從節(jié)點其風(fēng)流從節(jié)點A A流向流向B B。 若若c c支路的風(fēng)流保持原來支路的風(fēng)流保持原來 的方向的方向A-BA-B不變，沿閉合回路不變，沿閉合回路 dAcBdAcB列出風(fēng)壓方程：列出風(fēng)壓方程： 煤礦火災(zāi)概論25 2 ll 2 000 QRQRh (6-21) (6-21) 沿閉合回路沿閉合回路dAaBdAaB列出風(fēng)壓方程：列出風(fēng)壓方程： 2 ii 2 00i0 QRQRhh (6-22) (6-22) (6-22)-(6-21)

54、(6-22)-(6-21)(6-21)(6-21)得：得： 2 oo 2 ii 2 ll 2 oo 2 ll 2 ii o i QR QR QRQR QRQR h h 因因 liO QQQ 所以所以 io QQ 故有故有 o i o i R R h h 這就是旁側(cè)支路這就是旁側(cè)支路c c風(fēng)流保持原有方向的條件式。風(fēng)流保持原有方向的條件式。 即風(fēng)流方向：即風(fēng)流方向：A AB B (6-23)(6-23) 煤礦火災(zāi)概論26 若旁側(cè)支路若旁側(cè)支路c c風(fēng)流停滯，即風(fēng)量為風(fēng)流停滯，即風(fēng)量為0 0。 則沿閉合回路則沿閉合回路dAcBdAcB列風(fēng)壓方程列風(fēng)壓方程： 2 oo 2 ii o i QR QR

55、h h 2 000 QRh 沿閉合回路沿閉合回路cAaBcAaB列出風(fēng)壓方程：列出風(fēng)壓方程： 2 ii 2 00i0 QRQRhh 后式減前式除以前式得：后式減前式除以前式得： 因：因： iO QQ o i o i R R h h (6-24)(6-24) 這就是旁側(cè)支路這就是旁側(cè)支路c c風(fēng)流風(fēng)流停滯停滯的條件式。的條件式。 煤礦火災(zāi)概論27 同理可以導(dǎo)出旁側(cè)支路同理可以導(dǎo)出旁側(cè)支路c c風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的條件式為：風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的條件式為： o i o i R R h h (6-25)(6-25) 反反向向 正正常常 c R R h h 0c R R h h c R R h h o i o i o i

56、o i o i o i 上行風(fēng)流中旁側(cè)支路上行風(fēng)流中旁側(cè)支路 風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)的判別式：風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)的判別式： 從圖中可以看出：從圖中可以看出： 1 1）若）若ABAB風(fēng)向正常：可設(shè)風(fēng)向正常：可設(shè)R Ri i= =，h hi i=-=- 2 2）若）若ABAB風(fēng)流停滯：則風(fēng)流停滯：則Q Qo o=Q=Qi i； 3 3）若）若ABAB風(fēng)向逆轉(zhuǎn)：可設(shè)風(fēng)向逆轉(zhuǎn)：可設(shè)R Ro o= =； 煤礦火災(zāi)概論28 2 2）上行風(fēng)流中上行風(fēng)流中旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的原因旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的原因 （1 1）h hi i大。即火勢大造成很大的火風(fēng)壓；大。即火勢大造成很大的火風(fēng)壓； （2 2）h ho o小。即主扇作用于著火巷道

57、的壓力小，或錯誤停風(fēng)；小。即主扇作用于著火巷道的壓力小，或錯誤停風(fēng)； （3 3）R Ro o大。即排煙路線阻力大，不暢通或堵塞；大。即排煙路線阻力大，不暢通或堵塞； （4 4）旁側(cè)支路風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)與旁側(cè)支路本身風(fēng)阻無關(guān)。）旁側(cè)支路風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)與旁側(cè)支路本身風(fēng)阻無關(guān)。 (1)(1)火災(zāi)發(fā)生后，火勢兇猛，撲救不及時?；馂?zāi)發(fā)生后，火勢兇猛，撲救不及時。 高溫?zé)熈髁鹘?jīng)的上行風(fēng)路中產(chǎn)生了較大的局部火風(fēng)壓，使：高溫?zé)熈髁鹘?jīng)的上行風(fēng)路中產(chǎn)生了較大的局部火風(fēng)壓，使：h hi ih ho o，條件式，條件式(6-(6- 25)25)得到滿足，從而使旁側(cè)支路風(fēng)流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)得到滿足，從而使旁側(cè)支路風(fēng)流方向發(fā)生逆轉(zhuǎn).

58、. (2)(2)主扇管理比正確。主扇管理比正確。 為了控制火勢，減少向火源的供風(fēng)，錯誤的停止主扇運轉(zhuǎn)。使為了控制火勢，減少向火源的供風(fēng)，錯誤的停止主扇運轉(zhuǎn)。使h ho o=0=0，條件式，條件式(6-(6- 25)25)得到滿足，從而出現(xiàn)旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。所以在這種情況下，不能停止主扇運行，得到滿足，從而出現(xiàn)旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。所以在這種情況下，不能停止主扇運行， 也不允許放下主扇閘門。也不允許放下主扇閘門。 (3)(3)排煙通道不暢通。排煙通道不暢通。 對對R Ro o值起決定性影響的是回風(fēng)區(qū)域的風(fēng)阻。在日常管理中，回風(fēng)系統(tǒng)局部阻礙物值起決定性影響的是回風(fēng)區(qū)域的風(fēng)阻。在日常管理中，回風(fēng)系統(tǒng)局部

59、阻礙物 較多，常年失修巷道斷面縮小且維護條件較差，回風(fēng)巷道中有調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)簾等甚至較多，常年失修巷道斷面縮小且維護條件較差，回風(fēng)巷道中有調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)簾等甚至 冒頂造成風(fēng)阻冒頂造成風(fēng)阻R Ro o大。滿足條件式大。滿足條件式(6-25)(6-25)，造成旁側(cè)支路風(fēng)流紊亂，使煙侵區(qū)域擴大。，造成旁側(cè)支路風(fēng)流紊亂，使煙侵區(qū)域擴大。 (4)(4)旁側(cè)支路的風(fēng)向與本身風(fēng)阻大小無關(guān)。旁側(cè)支路的風(fēng)向與本身風(fēng)阻大小無關(guān)。 煤礦火災(zāi)概論29 以上分析是把旁側(cè)支路當(dāng)作一條近平水平巷道來處理的。當(dāng)旁側(cè)支路也是一條上行以上分析是把旁側(cè)支路當(dāng)作一條近平水平巷道來處理的。當(dāng)旁側(cè)支路也是一條上行 風(fēng)路時，在風(fēng)流逆轉(zhuǎn)后，高溫

60、煙流必然會在這一支路上產(chǎn)生局部火風(fēng)壓風(fēng)路時，在風(fēng)流逆轉(zhuǎn)后，高溫?zé)熈鞅厝粫谶@一支路上產(chǎn)生局部火風(fēng)壓h hF F，對風(fēng)流，對風(fēng)流 的逆轉(zhuǎn)起阻止作用。因此在推導(dǎo)旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的條件式時，必須予以考慮。如的逆轉(zhuǎn)起阻止作用。因此在推導(dǎo)旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的條件式時，必須予以考慮。如 圖圖6-186-18，沿回路，沿回路aBdAaBdA和回路和回路aBcAaBcA列出風(fēng)壓方程為：列出風(fēng)壓方程為： 圖圖6-18 6-18 旁側(cè)風(fēng)路出現(xiàn)局部火風(fēng)壓旁側(cè)風(fēng)路出現(xiàn)局部火風(fēng)壓 2 oo 2 iioi QRQRhh (6-26) (6-26) 2 ll 2 iili QRQRhh (6-27) (6-27) (6-27