Аэрология

28.1. Общие сведения
По причинам возникновения пожары делятся на экзогенные и эндогенные. Экзогенные пожары возникают от неосторож­ного обращения с огнем, короткого замыкания при неисправно­сти электрооборудования и других причин, а эндогенные по­жары— от самовозгорания полезного ископаемого. Способностью самовозгораться обладают некоторые угли, колчеданные руды, уг­листые и сернистые породы, асфальтиты. Экзогенные и эндоген­ные пожары оказывают существенное влияние на состав шахтной атмосферы, создают большую опасность для работающих в шахте. Появление в воздухе продуктов горения ухудшает видимость, со­здает опасность отравления людей, способствует увеличению взры­воопасной концентрации горючих газов, а на негазовых угольных шахтах — их появлению. На шахтах со значительным выделением горючих газов (метана, водорода и др.) пожары могут быть при­чиной взрыва газа и пыли. Высокая температура в очаге пожара приводит к нагреву воздуха, что вызывает нарушение вентиля­ции шахты в целом и отдельных ее участков (изменяется дебит вентиляционных потоков и их направление). Воздушный поток не­сет к очагу пожара кислород и отводит от него выделяющиеся в процессе горения газы и тепло. Поэтому правильное и своевре­менное управление воздухораспределением имеет решающее зна­чение, так как позволяет спасти людей, до минимума свести ущерб от возникшего пожара и предупредить или ограничить его распределение.
28.2. Выбор вентиляционного режима при пожаре
При возникновении пожара к вентиляции предъявляются требо­вания защиты людей от пожарных газов (при выводе их из шахты и во время работ по ликвидации пожара), предупреждения
356

Рис. 28.1. Схема, поясня­ющая влияние режима проветривания на газовую динамику выработанного пространства:
сплошными линиями показаны изогазы при нормальном ре­жиме проветривания, а штри­ховыми — изогазы при ослаб­ленном режиме проветрива­ния
_{1 М}
распространения пожара по сети горных выработок и недопуще­ния образования взрывоопасных газовоздушных смесей. Выбор вентиляционного режима при пожаре зависит от места его возник­новения, скорости его распространения, интенсивности выделения метана и образования горючих газов в очаге пожара, схемы вен­тиляции шахты и отдельных ее участков, путей вывода людей из подземных выработок и подхода к месту пожара с целью его лик^ видации, наличия средств регулирования воздушными струями.
При пожарах могут применяться следующие вентиляционные режимы:
неизменный по дебиту и направлению;
ослабленный или усиленный по дебиту и неизменный по на­правлению;
реверсивный в целом по шахте или на отдельных участках с изменением количества воздуха;
нулевой, при котором прекращается доступ воздуха к очагу пожара путем выключения вентиляторов или с помощью пере­мычек.
Сохранение неизменного вентиляционного режима рекоменду­ется при возникновении пожара на пластах с обильным выделе­нием метана с целью предупреждения образования взрывоопасной метановоздушной смеси.
Ослабленный вентиляционный режим используется в том слу­чае, когда на пожарный участок поступает большее количество воздуха по сравнению с тем количеством, которое необходимо для разбавления взрывоопасных газов до безопасной концентра­ции. Этот режим позволяет уменьшить скорость распространения образовавшихся газов и снизить интенсивность пожара. Однако в этом случае изменение режима проветривания нарушает газо­вую динамику в выработанном пространстве (рис. 28.1), что мо­жет вызвать увеличение потенциальной опасности взрыва. Иссле­дованиями Карагандинского отделения ВНИИГД установлено, что уменьшить количество воздуха, поступающего на пожарный уча­сток, необходимо путем закорачивания струи, а не установкой пе­ремычки на поступающей к лаве струе. Установка перемычки приводит к уменьшению атмосферного давления в зоне сопряже­ния лавы с вентиляционным штреком и к усилению притока ме­тана из выработанного пространства.
Ш

когда очаг пожара расположен в горизонтальной выработке, а на­гретый воздух далее движется по наклонной выработке вниз.
Тепловая депрессия зависит от места пожара, его размеров, температуры в очаге пожара, скорости движения нагретых газов, высоты нагреваемого столба воздуха. При разработке мероприя­тий по обеспечению устойчивой вентиляции необходимо знать ве­личину дополнительной тепловой депрессии (вызываемой пожа­ром), определяемой по формуле






_i


ехр


Ад=-Ра


где р_а — среднее атмосферное давление в контуре выработок, Па; Azi — разность высотных отметок i-й выработки, для которой определяется депрессия, м; R_u R2 — газовая постоянная воздуха в выработках до и после возникновения пожара; Т\, Т₂ — средняя гармоническая температура воздуха соответственно до и после возникновения пожара, °С; g — ускорение свободного падения, м/с²; & — число выработок в контуре.
Тепловая депрессия, вызванная пожаром, определяется по формуле Б. И. Медведева


_i


ехр


К = Ра


Приращение температуры воздуха на некотором расстоянии от очага пожара определяется по формуле