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user: 4. 均压防灭火技术的实践与应用 4.1. 均压防灭火技术的工作原理 均压防灭火的工作原理是，利用风窗、风机、调压气室等调压设施，改变漏风区域的压力分布，降低漏风压差，减少漏风，从而达到抑制遗煤自燃，惰化火区，或熄灭火源的目的 [ 4 ]。特性：上风侧压力增加，下风侧增阻减风；实质：增阻减风，改变调压风路上的压力分布，达到调压目的。前提条件：本分支风量允许减少 [ 11 ]。 4.2. 均压防灭火技术的应用 90204工作面采用“U”型通风方式，均压通风设计采用调节风窗与调压风机联合均压方式，即在90204工作面胶运顺槽安装风门，将风机风筒安置在风门外侧，利用风机产生的增压作用，改变采空区的压力分布，减少漏风，结合注氮系统，达到抑制遗煤自燃的目的。 1) 风门位置 在90204工作面的进风顺槽进口处设置2道风门，用1台2 × 45 kw局扇和1台2 × 30 kw局扇通风，Φ800 mm两趟风筒穿过均压风门接到离工作面约200 m处，在回顺出口处设置2道调节风门，风门上设置调节风窗。在进风顺槽均压风门和回风顺槽均压风门上分别设置水柱计和传感器，将工作面的压力提高20 mm水柱左右，工作面回顺风流为1000 m 3 /min左右，达到既要使地表少向本工作面采空区漏风，又要使局扇风流少流向采空区，还必须使工作面上隅角微微向外出风，以便掌握采空区内气体状况。在实施均压通风时，必须保持均压系统的稳定性，有专人看管均压风门，双机双电源和有备用均压局扇。均压通风各风门、风机设置位置如图1所示。 图1. 90204工作面均压通风防灭火布置图 2) 工作面风量计算 1、按瓦斯涌出量计算(根据《煤矿安全规程》采煤工作面回风流中瓦斯或二氧化碳浓度不超过1.0%的要求计算) [ 12 ]： Q 采 = 125 q 瓦 采 ⋅ K 采 通 = 125 × 0.56 × 1.4 = 98   m 3 / min (式1) 式中： Q 采 ——回采工作面实际配要的风量，m 3 /min。 100——按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数，后安煤矿瓦斯浓度按0.8%进行管理，换算系数为125。 q 瓦采 ——回采工作面回风巷风流中平均绝对CH 4 涌出量，根据瓦斯涌出量鉴定报告9 # 煤层综采工作面绝对CH 4 涌出量为0.56 m 3 /min，则q 瓦采 = 0.56 m 3 /min。 K 采通 ——回采工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.4。 2、按二氧化碳涌出量计算 [ 12 ]： Q 采 = 67 × q 二 氧 ⋅ K 采 通 = 67 × 2.57 × 1.2 = 207   m 3 / min (式2) 式中： Q 采 ——回采工作面实际配要的风量，m 3 /min。 67——按采煤工作面回风流中CO 2 的浓度不应超过1.5%的换算系数。 Q 二氧 ——回采工作面回风巷风流中平均绝对CO 2 涌出量，根据瓦斯涌出量鉴定报告9 # 煤层综采工作面绝对CO 2 涌出量为2.57 m 3 /min，则q 二氧 = 2.57 m 3 /min。 K 采通 ——回采工作面CO 2 涌出不均匀的备用风量系数，取1.2。 3、按工作面人员数量计算 [ 12 ]： Q 采 = 4 N = 4 × 50 = 200   m 3 / min (式3) 式中： N——回采工作面交接班的最多人数，50人。 4——每人需风量，4 m 3 /min。 4、按气象条件计算： Q c f = 60 × 70 % × V c f × S c f × K c h × K c l (式4) 式中： Q cf ——回采工作面实际配要风量，m 3 /min； V cf ——回采工作面的风速，取1.0 m/s； S cf ——回采工作面平均有效断面积，18.14 m 2 ； K ch ——回采工作面采高调整系数，1.2； K cl ——回采工作面长度调整系数，1.2； 70%——有效通风断面系数； 60——为单位换算产生的系数。 则： Q c f = 60 × 70 % × 1.0 × 18.14 × 1.2 × 1.2 = 1047   m 3 / min 5、风速验算： 依照《煤矿安全规程》第136条规定，90204综采工作面在采取采煤机喷雾降尘等综合防尘措施后的最低风速为0.25 m/s，最高风速不得高于5 m/s，通过上面三种方法计算后，取最大值进行验算。 验算最小风量 [ 12 ]： Q c f ≥ 60 × 0.25 S c b S c b = l c b × h c f × 70 % Q c f ≥ 0.25 × 60 × 3.2 × 5.76 × 70 % = 193   m 3 / min (式5) 验算最大风量 Q c f ≤ 60 × 5 S c s S c s = l c s × h c f × 70 % Q c f ≤ 5 × 60 × 3.2 × 5.06 × 70 % = 3400   m 3 / min (式6) 式中： S cb ——采煤工作面最大控顶有效断面积，m 2 ； 1 cb ——采煤工作面最大控顶距，5.76 m； h cf ——采煤工作面实际采高，3.2 m； S cs ——采煤工作面最小控顶有效断面积，m 2 ； 1 cs ——采煤工作面最小控顶距，5.06 m； 0.25——采煤工作面允许的最小风速，0.25 m/s； 5.0——采煤工作面允许最大风速，5.0 m/s； 70%——有效通风断面系数。 通过验算，90204采煤工作面实际需风量1047 m 3 /min，满足工作面风速要求。 6、配风量的确定 [ 12 ]： 经以上计算，90204综采工作面配风量取1047 m 3 /min。 3) 调节风窗的阻力计算 当S窗/S ≤ 0.5时，调节风窗面积的计算公式为 S 窗 = Q S 0.65 Q + 0.84 S H (式7) 式6中 S 窗 ——调节风窗的面积，m 2 ； S——巷道的净断面积，m 2 ，15 m 2 ； Q——通过风窗的风量，m 3 /s，8.33 m 3 /s； H——调节风窗阻力，Pa。 当调节风窗的面积为1.2 m 2 时，调节风窗的阻力为60 Pa，因此调节风窗阻力最小值为60 Pa。 4) 局部通风机 当前矿井通风负压1850 Pa，工作面进风侧负压为630 Pa左右，当工作面风量为1000 m 3 /min左右时，工作面区域的通风阻力为70 Pa左右，确定局部通风机性能参数为：风量为800~1700 m 3 /min，两台局部通风机其中一台为2 × 45 kw另一台为2 × 30 kw的风机一备一用。根据风量要求，选择风机型号为FBD系列局部通风机，风量为810~1740 m 3 /min，风筒直径为Φ800mm的阻燃风筒。 5) 均压时应注意事项 1、对巷道排水沟、风筒孔等加强堵漏风工作。 2、均压风门必须能够自动关闭；两道风门之间要安设联锁装置，保证不能同时打开。 3、均压风门前后5 m范围内巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥。 4、料车入井前必须与矿井调度室及有关单位联系，运送时应严格遵照运输部门的有关规定。 5、井下卸笨重材料时要互相照应，靠巷帮堆放的材料要整齐，不得影响运输、通风、行人。 6、均压风门施工完毕后，由监控中心负责安设风门开停传感器。 7、采用均压通风方式时必须在运输顺槽和回风顺槽的均压通风风门上增设“U”型压差计，并有专人看护风门和观察“U”型压差计的数据，(压差区间多少)随时测定工作面的风量，将风量控制在1000 m 3 /min左右，并做好记录。 8、在工作面回风顺槽设置CO气体传感器，通过矿井监测系统监测工作面CO气体浓度。 9、瓦斯检查员常规检查，每班均检查工作面上隅角、回风流和支架上部CO气体浓度和温度。 10、对采空区进行埋管，测试采空区温度、氧浓度变化，早期预测预报采空区的自然发火，并测试采空区自然发火三带范围，给工作面的防火提供依据。