均压防灭火的原理

矿井均压防灭火技术始于20世纪50年代，起初主要用加速封闭火区内火灾的熄灭,并获得成功。到60年代，世界一些采煤技术发达的国家都开始采用这一技术。我国最早淮南、辽源、开滦等矿区试用这一防灭火技术，后来在徐州、新、抚顺、平庄、六枝、芙蓉、大同、鹤岗、义马等矿区逐渐推应用。最典型的应用是1984年我国技术人员和波兰专家合在大同矿务局煤峪口煤矿用均压技术扑灭了煤峪口矿井下面积自燃火灾。经过50多年的研究与应用发展，研究人员管理人员不断创新，均压灭火理论与技术日趋丰富和完善。

煤矿火灾的形成，不论是煤的自燃引起的内因火灾，还是外部火源引起的外因火灾，首先要有两个基本条件，即可燃物的存在和供给氧气，因此，为了控制火势或为了使火区尽快熄灭，就必须设法减少或防止空气流入火区。为了达到这一目的，过去是完全依赖于提高密闭墙的质量，但是总是不可避免的有或多或少的空气由密闭墙及其四周煤壁裂隙中漏入火区。

空气的流动，是由压力高出流向压力低处。井下空气流动，是由于扇风机的风压和自然风压的作用，造成井下任何两点间的压力不相等，则空气由压力高的点流向压力低的点。

如图所示的通风系统中，两支并联风路中有一支为火区，3点压力比4点高，3、4之间有一个压力差△P，正是由于存在着这个压力差，所以就不可避免地要产生向火区漏风。由此可以看出，如果能使3点的压力降低（或提高4点的压力），从而使得3和4两点间压力趋于均衡（均压的概念即由此而来），则消除了3、4两点间的压力差△P，为此，则杜绝了向火区漏风，由于杜绝了向火区供给空气，火区即自行熄灭，这就是“均压”防灭火的原理与其实质。从原理上说，均压既能防火，也能灭火。

均压防灭火技术原理简单、不需要探明火源的具体位置,对生产人员无害,不影响生产的正常进行;另外它不受水、土、氮源的限制,仅是"以风治火"。例如:放顶煤开采技术是目前我国广泛采用的开采方法,由于放顶煤开采中冒落高,采空区漏风量大,漏风范围广,而且遗煤多,自燃非常严重。注氮、注浆、喷洒阻化剂等防灭火措施有一定效果,但由于采空区自燃火源不清楚,要求注氮等措施的连续性作业,不但成本高,而且范围有一定局限性,难以到达采空区深部自燃区域。而均压技术则克服了以上不利因素,在防治放顶煤工作面自燃火灾上取得了较大的成功。

根据使用条件不同,均压防灭火技术大体可分为下述两类:开区均压:在生产工作面建立均压系统,以减少向其后部采空区漏风,抑制煤的自燃,防止CO等有害气体超限或向工作面涌出,从而保证回采工作面的正常生产,称之为开区均压技术。用于开区的均压可以抑制工作面后部采空区遗煤的自燃，同时又将均压概念用于指导调整风流方向,以消除火灾气体的威胁。

闭区均压:在有可能发生煤炭自燃而已封闭的区域采取均压措施,可以防止火灾的发生,称之为闭区均压防火。用于封闭区的均压可防止遗煤自然发火和加速火灾熄灭。

此外,均压的技术还可用于指导调整风流方向,以消除火灾气体的威胁;用于正确选择通风系统、通风构筑物的位置等防灭火工作的各个方面;有的矿区还成功地用于控制瓦斯地涌出和处理积存瓦斯等,为均压理论在矿井灾害防治中开辟了新地应用领域。

2.1开区均压防灭火

开区均压系统有很多种形式,构成系统的具体措施要根据工作面不同的漏风形式而异。针对不同形式的漏风,查清主要漏风通道、漏风范围、降低或改变其端点压差是实现开区均压的关键。

(1)单一工作面漏风及均压措施。如图1,由于单一工作面漏风仅限于工作面后部采空区,形式比较简单,所以可以采取减小距离L,使漏风风流尽可能少的流经后部采空区:①减少风量,降低1～2间压差,比如在回风巷安设调节门提高1点风压;②缩短工作面长度或将长工作面通风方式改为“E”型,采用上下两巷进风,中间巷回风或中间巷进风,上下两巷回风,也使调节工作面进回风端点压差,减少漏风采空区风量的调压措施。

均压措施一般有风窗均压、辅扇均压及风窗辅扇联合均压等方法。