摘　要：通過某礦的反風(fēng)演習(xí),分析了自然風(fēng)壓對具有多風(fēng)井多水平通風(fēng)礦井反風(fēng)的影響,給出計(jì)算主要井巷風(fēng)流能否反向條件的數(shù)學(xué)模型,并提出了每年的反風(fēng)演習(xí)應(yīng)安排在不同月份進(jìn)行和采用模擬計(jì)算法預(yù)測礦井反風(fēng)效果的建議。
　　
　　關(guān)鍵詞：自然風(fēng)壓;礦井反風(fēng);礦井火災(zāi);對策建議
　　　　
　　礦井反風(fēng)技術(shù)是指當(dāng)井下發(fā)生火災(zāi)時,利用預(yù)設(shè)的反風(fēng)設(shè)施,人為地改變火災(zāi)煙流方向而采取的通風(fēng)措施。其目的是限制災(zāi)區(qū)范圍擴(kuò)大,保護(hù)受煙流威脅的人員安全撤退,減少人員傷亡。反風(fēng)演習(xí)是考察災(zāi)變時期礦井反風(fēng)效果,鍛煉與檢驗(yàn)反風(fēng)組織指揮管理人員、機(jī)電與通風(fēng)技術(shù)人員、主要通風(fēng)機(jī)司機(jī)等有關(guān)人員的基本技能以及通風(fēng)設(shè)施反風(fēng)性能的重要手段。因此,《煤礦安全規(guī)程》、《礦井反風(fēng)技術(shù)規(guī)定》、《煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)及考核評級辦法》等都做了“礦井每年應(yīng)進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)”的規(guī)定。
　　
　　自然風(fēng)壓是由于進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)空氣柱質(zhì)量不同而產(chǎn)生的壓差?？諝庵|(zhì)量的大小又取決于空氣柱的溫度和高度。所以,只要存在標(biāo)高差和氣溫差的井下連通巷道之間必然存在自然風(fēng)壓。當(dāng)?shù)V井自然風(fēng)壓的方向與主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓一致時,礦井自然風(fēng)壓幫助主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng);當(dāng)?shù)V井自然風(fēng)壓的方向與主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓不一致時,礦井自然風(fēng)壓就成為主要通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)阻力,從而降低風(fēng)機(jī)的通風(fēng)能力。本文所述的“多風(fēng)井多水平通風(fēng)礦井”是指具有多個連通地表大氣的通風(fēng)井口和多個通風(fēng)水平的礦山。這樣的礦山不僅在整個礦井的總進(jìn)風(fēng)井口和總回風(fēng)井口之間存在著整個礦井的綜合自然風(fēng)壓,即礦井自然風(fēng)壓,而且在礦井內(nèi)部的各個不同閉合風(fēng)路中還存在著網(wǎng)孔自然風(fēng)壓,特別是不同通風(fēng)井之間由于井口都直通地表大氣而形成閉合的網(wǎng)孔,所以也存在著網(wǎng)孔自然風(fēng)壓。
　　
　　1　問題的提出
　　
　　筆者在某煤礦工作期間,因從事礦井通風(fēng)與安全技術(shù)管理工作,參與了該礦的4次反風(fēng)演習(xí)。從反風(fēng)效果看,這4次反風(fēng)演習(xí)雖然采用的都是同一反風(fēng)方式和反風(fēng)方法,而且反風(fēng)系統(tǒng)也相差不大,但由于反風(fēng)演習(xí)所處的季節(jié)不同,反風(fēng)效果也有很大差異。尤其是在冬季的反風(fēng)演習(xí)中,出現(xiàn)了某些主要巷道和井筒風(fēng)流逆轉(zhuǎn)(風(fēng)流不能反向)的現(xiàn)象。
　　
　　1.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)
　　
　　該礦當(dāng)時共有3個通風(fēng)水平:總回風(fēng)水平,標(biāo)高-121m;一水平(生產(chǎn)水平),標(biāo)高-310m;二水平(生產(chǎn)準(zhǔn)備水平),標(biāo)高-490m。共有3個進(jìn)風(fēng)井:副井和對角進(jìn)風(fēng)井,至一水平;新進(jìn)(綜合提升井),至二水平。共有2個回風(fēng)井:中央邊界回風(fēng)井,至總回風(fēng)水平;對角回風(fēng)井,至一水平。通風(fēng)方式為中央邊界與中央對角混合抽出式,屬于多風(fēng)井多水平通風(fēng)礦井,其通風(fēng)系統(tǒng)如圖1所示。
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　　1.2礦井反風(fēng)演習(xí)概況
　　
　　該礦進(jìn)行的這4次反風(fēng)演習(xí),均采用中央主要通風(fēng)機(jī)單臺反風(fēng)的反風(fēng)方式(停對角風(fēng)機(jī)),反風(fēng)方法都是利用風(fēng)機(jī)反風(fēng)道進(jìn)行反風(fēng)。4次反風(fēng)演習(xí)時的地面大氣溫度、風(fēng)機(jī)的反風(fēng)壓力,以及反風(fēng)時井下主要井巷的風(fēng)流狀況如表1所示。
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　　由上述反風(fēng)演習(xí)看出,在春、秋季節(jié)(地面氣溫高于15℃),全礦主要井巷風(fēng)流能夠全部反向;在冬季(氣溫低于3℃),新井及二水平巷道風(fēng)流不能實(shí)現(xiàn)反向。這就說明,在冬季一旦新井及其井底車場或二水平巷道發(fā)生火災(zāi)時,是不能采用上述反風(fēng)方式和反風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行反風(fēng)處理的。