Depresja pożaru podziemnego.

Podczas pożaru gazy pozarowe ( dymy ) odprowadzane są wyrobiskami górniczymi do szybu wydechowego. Gdy gazy pożarowe w początkowej fazie rozwoju pożaru przepływają przez kopalnię, zachowują ten sam kierunek przepływu, jaki miało powietrze przed powstaniem pożaru, a w miarę jego rozwoju obserwuje się zadymienie prądów powietrza wynikające z zaburzenia normalnej wentylacji kopalń. Zaburzenia kierunków prądów powietrza powstają wskutek zmian pola potencjału aerodynamicznego w sieci wentylacyjnej. Przyczynami tych zmian podczas pożaru podziemnego są: 1) występowanie depresji naturalnych w niepoziomych drogach przepływu gazów pożarowych; 2) występowanie przyrostu masy gazów w ognisku pożaru i jego sąsiedztwie; 3)zmiany oporów bocznic sieci wentylacyjnej lub zmiany spiętrzenia wentylatora głównego. Powodem występowania depresji naturalnej, czyli ciągu naturalnego, są przemiany termodynamiczne zachodzące w czasie ruchu powietrza w kopalni. W kopalniach sieci wentylacyjnej przepływ powietrza i gazów pożarowych jest wywołany nie tylko wentylatorami głównego przewietrzania, lecz także niejednorodnym polem gęstości powietrza w wyrobiskach górniczych. Wpływ ten wiąże się z występowaniem niepoziomych bocznic sieci w zamkniętych obwodach; miarą tego wpływu są wartości całek: L_n=-gΦρdz; e_n=-Φdp/ρ: H_n=-=1/gΦdp/ρ; l_n,e_n,H_n- depresje naturalne [Pa]; [J/kg]; [m]; ρ-gęstość powietrza kg/m³, z-wysokość geodezyjna liczona od poziomu morza; p- ciśnienie statyczne. W celu wyznaczenia depresji cieplnej, tj, przeważającej części depresji naturalnej, wykonuje się pomiar ciśnienia barometrycznego oraz temperatury powietrza kopalnianego na nadszybiach i w podszybiach na dolnych i górnych załamaniach pochylni i upadowych z obu stron tam wentylacyjnych, przed i za wentylatorem w miejscach, w których zachodzą większe zmiany temperatury powietrza kopalnianego, a przy łączeniu się prądów powietrza- przed i za miejscem ich mieszania się. W przypadku wyznaczania depresji cieplnej pożaru określa się również skład chemiczny powietrza kopalnianego. Gęstość powietrza kopalnianego ρ=p/R_a•T_v; p- ciśnienie statyczne bezwzględne; R_a- indywidualna stała gazowa powietrza suchego=287,04J(kg•K;); T_v- termiczna temp. wirtualna powietrza kopaln.; . Dla powietrza kopalnianego w normalnych warunkach przewietrzania: T_v=(1+0,6X)•T. Na podstawie pomiaru ciśnienia i wyznaczonej gęstości powietrza kopalnianego można wykreślić linie przemian powietrza. Dla oczka wentylacyjnego przyjmuje się linię zamkniętą. Pole powierzchni, której brzegiem jest ta linia określona jest przez planimetrowanie i pomnożenie przez wartość skali powierzchniowej, którą wyznacza się mnożąc wartość przyrostu objętości właściwej na jednostce długośći osi odciętych przez przyrost ciśnienia na jednostce długości osi rzędnych. Na wartość depresji cieplnej wywiera wpływ różnica poziomów najwyższych i najniższych punktów obiegu oraz różnica temperatur dopływającego i odpływającego prądu powietrza. Im głębsza jest kopalnia oraz im bardziej ogrzewa się powietrze w podziemiach kopalni, tym większa jest depresja cieplna, dlatego też zależy ona w dużym stopniu od temperatury powietrza panującego na zrębie szybu wdechowego, przy czym jest ona większa w zimie, a mniejsza w lecie.. Przyrost depresji cieplnej kopalni wywołany powstaniem w niej pożaru to depresja pożaru lub depresja ognia. Jeśli kopalnia przewietrzana jest prądem schodzącym i jeżeli pożar powstanie w takim prądzie, to jest możliwe, że całkowita depresja cieplna kopalni zmniejszy się w skutek pożaru; świadczy to o ujemnej wartości depresji pożaru. W przypadku powstania pożaru zmienia się wartość całkowitej depresji cieplnej. Przyrost lokalnej depresji cieplnej w skutek pożaru określa lokalną depresję pożaru na odpowiednim odcinku przewodu. Suma algebraiczna lokalnych depresji musi się równać depresji całkowitej e_np. Ta całkowita depresja pożaru rozłoży się na poszczególne odcinki dróg przepływu powietrza. Wpływ pożaru na sieć wentylacyjną przejawia się na całej drodze, od jego ogniska, aż do wylotu szybu wydechowego. Lokalne depresje pożaru są tym większe, im większa jest różnica poziomu końcowego i początkowego przekroju poszczególnych odcinków bocznic sieci i im bliżej ognia znajdują się te odcinki (wyższa temperatura). Na odcinkach poziomych lokalna depresja pożaru jest bardzo mała i zbliżona do zera, na odcinkach wznoszących się dodatnia, a na schodzących ujemna. Przy przejściu przez wentylator ciśnienie gazów wzrasta, przy przejściu przez tamę dławiącą występuje spadek ciśnienia i powstaje dodatnia depresja cieplna.