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当火灾发生在不同的巷道中时,火灾产生火风压及火区阻力的作用对巷道通风的影响是不同的,通过分析火风压和火区阻力对巷道风量的影响,为巷道火灾的救援工作提供指导。关键词:巷道火灾;+火风压;火区阻力;巷道风量;影响中图分类号:TD75 2. 2 文献标志码:B 文章编号: 1003 -496X(201 1) 10- 01 16 - 03在巷道火灾时期,由于燃烧产生大量的热量、有 风压对主要通风机起反作用,主要通风机必须先克毒有害气体,这些因素在井下巷道中可能产生火风 服火风压产生的反作用后,其剩余的风压才能用来压、节流效应、火区阻力等,从而影响巷道的风速、风 克服巷道的阻力。此外,火区产生的热量使火区的量以及通风阻力,扰乱矿井通风网络的正常通风,甚 风流产生膨胀后产生阻力,这就是热阻力〔3 〕 ;火区至使井下受影响巷道内的风流产生逆向,使矿井事 火焰相当于一个柔性风障,使风流产生绕流阻力,即故的救援〔1 〕工作变得更加困难,甚至还可能诱发更大 火焰对风流能产生正面阻力。的事故 。因此,了解巷道火灾对巷道通风的影 2. 1 火风压的计算响,对于做好矿井通风和火灾时期的应急和救援工 在火灾巷道中的火风压,相当于在火灾巷道段作,具有重要的现实意义。 安设了一部具有与火风压相同能量的局部通风机一1巷道火灾对井下空气密度的影响巷道火灾时期,将会产生大量的热量,这些热量 用;在下行风巷道中,火风压对巷道正常风流起反对将巷道内的空气加热。在巷道压力不变的情况下, 作用。假设火灾巷道内各点的气压不变,火风压的由气体方程式可得: 计算公式如下〔3 〕 :式中,ρ1 、ρ2分3别为火灾前与火灾时巷道中的空 式中, h火为火风压,Pa;△Z为火灾巷道风流流气平均密度,kg/m; T1 、T2分别为火灾前与火灾时 经的高差,m。巷道中的空气平均温度,K。 一 由式(2)可知,火风压与火区温度差有关系,当式(1)可得ρ2 =0. 925ρ1 。 压也很大,因而巷道火灾时其它的摩擦阻力和热阻2巷道火灾对巷道通风阻力的影响 力等可以忽略不计。在上行风巷道,火风压是帮助矿井主要通风机当巷道发生火灾时,由于火灾产生大量的热量 通风的,相当于减小了巷道通风阻力。即将火区周围的风流加热,使风流的密度发生变化,在 h阻 =h通 +h (3)具有高差的巷道内,将产生火风压。当火灾发生在 式火中, h阻为火灾巷道的通风总阻力,Pa; h通为上行通风的巷道中时,火风压有助于主要通风机克 矿井主要通风机作用于火灾巷道的风压,Pa。在下服巷道阻力;当火灾发生在下行通风的巷道中时,火 行风巷道,火风压是逆向矿井主要通风机基金项目:国家5自0然844科03学5基金资助项目区(51064018) ;国家自然科学 通风的,相=当于增大了巷道的通风阻力。即1/3页分析探·讨·式中, h为巷道火灾中p火1区的阻p力1 ,Pa;Ra为标准状况下风流体积流量计2算时的风阻,N·s2 /m8 ;A巷道火灾时巷道风量的变化比例,一般为60%80%;E为巷道火灾的热释放 顺槽风阻为2R2,风8量为Q2,R1 3=0. 317 N·s /2m,8R3 2率,kJ/s; cp为巷道风流的定压比热,J/ (δ ·K) 。 =0. 245N·s /m,Q =1 63. 3m/s ,Q =2 54. 1m/火区阻力的作用犹如1个调节风窗一样,增大 s。假如在4101辅运顺槽发生火灾,△Z=19. 6m,了矿井的风阻,阻碍矿井的通风,使巷道内的风量减 一般2为285K;T2与巷道风速有关,一般可取为308小,随着火灾的发展,甚至会出现无风和反风现象, K〔 〕 。依据(32)和(8)式分别求得h火 =18. 617 Pa,Q 扰乱了矿井正常的通风系统,对矿井主要通风机的 =72. 529m/s。影响甚大。 可见,Q远大于Q2 ,说明在倾斜巷道上行通风3巷道火灾对巷道风量的影响分析设巷道火灾前的风阻为R2,与该巷道并联的另 势进一步加剧并引起烟流在巷道内蔓延;还有可能1条巷道的风阻为R1 ,如图1所示。则有 在火灾巷道的下流区域重新引起新火源;风速的增R1Q21 =R2Q2 (6) 大,有可能引起煤尘的卷扬,使风流中的煤尘浓度增Q=2/3页·1 18·分析探·讨以乌素煤矿辅运大巷与4102辅运顺槽为例,设 (2)在火灾巷道中的火风压,相当于在火灾巷辅运大巷为R1 ,风量为Q1 , 4102辅运顺槽为R2,风 道段安设了一部具有与火风压相同能量的局部通风量为Q2,R1 =0. 317 N·s /2m,8R2 =0. 583 N·s / 2 机一样,具有有助于或反对巷道风流运动的作用,能m8 ,Q1 =63. 3 m3 /s, Q2 =46. 9 m3 /s。假如在4102 使巷道风量减小、无风甚至风流逆转。辅运顺槽发生火灾,△Z=7. 3m,T1为285K;T2与 (3)火区阻力只会对巷道正常风流产生阻碍作巷道风速有关,可取为308K〔2〕 。依据式(2) 、式3 用,不会使风流反向。(10)和式(12)求得h火 =6. 935 Pa、Q=46. 548 m/ (4)倾斜火灾。巷道中的火风压作用远远大于其s。 火区阻力的作用可见,Q

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