矿井火灾与防治技术ppt课件.ppt

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1、,矿井火灾防治技术,黑龙江科技学院安培中心,通风安全专业技术培训,邢书仁,矿井火灾防治 绪论,矿井火灾是煤矿五大灾害之一。事故一旦发生，会造成煤炭资源、设备的重大损失和人员的重大伤亡，处理不及时或处理不当又会诱发更为严重的事故。据国家煤矿安全监察局的统计，国有重点煤矿1981至1999年10人以上火灾事故16起，造成 357人死亡，给国家造成巨大的经济损失。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井，火灾还可能引起瓦斯、煤尘瓦斯爆炸事故，使灾害进一步扩大，其危害更加严重。因此，为了确保煤矿生产和矿工的安全，必须作好防火和灭火工作。,1、概述,矿井火灾隐患侦知供氧风流状态风压分布和漏风火源电气、自燃、摩擦、撞

2、击、爆破等燃料煤、木材、塑料（了解其燃烧特性）监察火灾隐患预警-靠风流气体成分的分析,火灾事故防治措施检查火灾预防处理计划正确性和可操作性技术保障反风、短路、控风、撤退路线及措施实施顺序。火灾及时报警保障（监测、技术）直接灭火的器材、供水、人员组织控风设施的完好风门、风机,2、矿井火灾防治的技术支持,矿井火灾防治 绪论,矿井火灾救灾技术火灾风流紊乱现象 风流模拟及控制直接灭火的相关技术灭火的有效性和安全性火区封闭与开启技术火区燃烧状态的逻辑推理,2、矿井火灾防治的技术支持,矿井火灾防治 绪论,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,一、燃烧的基本概念,1、基本概念,一、燃烧的基本概念,1、燃烧的概念与特

3、征概念：可燃物和氧化剂在空间发生激烈化学反应的过程称为燃烧。反应物中化学性质活泼的氧原子组分称为氧化剂(助燃剂)，被氧化剂所氧化的物质称为燃料或可燃物，反应生成物称为燃烧产物。特征：放热、发光和生成新物质。电灯：钨丝放热、发光，但未生成新物质。金属生锈，动物呼吸：放热、生成新物质，但无发光现象。所以，以上两种现象均非燃烧。,一、燃烧的基本概念,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,2、燃烧的条件,燃烧三角形,氧气,环境条件链式反应,可燃物,热源,燃烧四面体,一、燃烧的基本概念,一、燃烧的基本概念,矿井火灾,2、燃烧的形式扩散燃烧（气体可燃物燃烧）可燃气体从管道孔口，或巷道流出，在与空气的交界面燃烧。分

4、解燃烧（固体和部分液体燃料燃烧）可燃物遇热分解其产物氧化反应火焰燃烧矿井火灾时期，着火带中燃烧带燃烧。,一 矿井火灾的发生,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,一、燃烧的基本概念,表面燃烧（固体燃料燃烧的后期）固体燃料热分解后，剩余的焦炭与空气的接触表面燃烧。固体燃料呈红热表面，但没有火焰。矿井火灾时期，着火带中的焦化带燃烧。,预混燃烧（气体可燃物燃烧）可燃气体与空气预先充分混合的燃烧。燃烧在混合气体分布空间快速蔓延，在一定条件下会转变为爆炸。矿井火灾引起的爆炸事故往往由预混燃烧引起。有时因分解燃烧生成大量富余可燃挥发性气体，与空气混合形成预混气体，在一定条件下点燃而发生预混燃烧。在上述四燃烧形式中

5、，预混燃烧范围最大。,燃烧的形式扩散燃烧（气体可燃物燃烧）分解燃烧（固体和部分液体燃 料燃烧）表面燃烧（固体燃料燃烧的后期）预混燃烧（气体可燃物燃烧）,一、燃烧的基本概念,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,3、矿井外因火灾燃烧特性,1）、富燃料燃烧和富氧燃烧,矿井火灾,*高温(1000)、大量高温气体流向下风侧*形成若干再生火源（跳蛙现象）*产生爆炸隐患*引起风流紊乱(逆转、形成爆炸预混气体),2）、富燃料火灾的危险、燃烧条件及控制,控制,富燃料火灾,条件,危险,液体燃料、量大、供氧不足（停、减风，巷塌）、空气预热温度高、断面小,*减少火势：及时灭火、下风侧洒水*一般不能停风、减风，特别是忽然停、

6、减风*条件许可时注惰气,一 矿井火灾的发生,一、燃烧的基本概念,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,3）、为什么富燃料燃烧引起再生火源和爆炸?,一、燃烧的基本概念,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,二、矿井火灾预警,1、矿井火灾燃烧生成产物,富氧燃烧,富燃料燃烧,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,*火风压-节流作用和上浮作用*低、微风的火源-烟流逆向蔓延*火源的顺风蔓延：井下风速下，火源蔓延速度与风速成正比,2、煤吸附氧气的能力启封火区复燃,*煤常温吸附氧大气中的氧部分消耗。*封闭火区大气和煤堆内氧浓度阴燃现象*开启火区供氧充足火区复燃,3、矿井火灾燃烧蔓延特征,二、矿井火灾预警,矿井火灾,一 矿井火灾的发

7、生,1500,100,IDLH,(立即威胁生命),400,25,STEL,（短期）,50,5,TLV,（8小时无危害）,CO ppm,HCl ppm,危害健康的极值,4、输送机胶带燃烧特性及产物-特殊危险性,燃烧三阶段,煤升温出现冒烟燃烧,煤与胶带混合燃烧阶段,煤明火燃烧初期阶段,必须及时报警,危险性大,燃烧初期，HCl比CO更早出现,HCl比CO的毒性大10倍以上,胶带火灾常发生在进风区,二、矿井火灾预警,1、矿井火灾的概念 凡是发生在煤矿井下或是井口附近，直接影响井下安全生产并造成损失的非控制性燃烧，称为矿井火灾。2、发生矿井火灾的必要条件 矿井火灾的发生火灾必须满足三个条件：即引火热源、

8、可燃物和空气。1)引火热源在井下煤炭自燃、放炮作业、机械摩擦、电流短路、吸烟等都可能成为引火热源。2）可燃物在井下煤炭本身就是一个大量而普遍存在的可燃物。可燃物的存在是火灾发生的基本条件。3）空气(助燃剂）燃烧是剧烈的氧化反应。空气的供给是维持燃烧不可缺少的条件。实验证明，在氧浓度为3的空气环境中，燃烧不能维持；空气中氧浓度为14以下，蜡烛就要熄灭。因此，所说的空气实际是指含有足量氧气的矿井空气，而不是贫氧的空气。上述三个条件，必须同时具备，缺一不可，否则火灾不能发生。,矿井火灾,三、矿井火灾概述,一 矿井火灾的发生,矿井火灾的概念及发生矿井火灾的必要条件 凡是发生在煤矿井下或是井口附近，直接

9、影响井下安全生产并造成损失的非控制燃烧，称为矿井火灾。矿井火灾的发生火灾必须满足三个条件：即引火热源、可燃物和空气。这三个条件，必须同时具备，缺一不可，否则火灾不能发生。,矿井火灾,按发生地点,按发生原因,地面火灾发生在地面工业广场的火灾井下火灾发生在井下的火灾,外因火灾由于外界热源(如：明火、电缆着火或爆破起火等）引起的火灾。内因火灾由于煤炭等易燃物质在空气中氧化发热并集聚热量而引起的火灾。,矿井火灾,3、矿井火灾的分类,三、矿井火灾概述,一 矿井火灾的发生,4、煤矿井下火灾的特点 1外部征兆不明显，难以早期发现 2井下空间狭小，灭火困难。5、矿井火灾的危害 矿井火灾，尤其是井下火灾是一种威

10、胁矿井安全生产的严重自然灾害。产生大量的高温火烟及有害有毒气体。引起瓦斯、煤尘爆炸。造成井下风流逆转。产生再生火源。烧毁设备，损失资源，破坏矿井正常生产秩序。,矿井火灾,三、矿井火灾概述,一 矿井火灾的发生,煤矿井下火灾的特点及矿井火灾的危害 特点：1外部征兆不明显，难以早期发现 2井下空间狭小，灭火困难。危害：矿井火灾，尤其是井下火灾是一种威胁矿井安全生产的严重自然灾害。产生大量的高温火烟及有害有毒气体。引起沼气、煤尘爆炸。造成井下风流逆转。产生再生火源。烧毁设备，损失资源，破坏矿井正常生产秩序。,四、外因火灾的发火原因,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,发生外因火灾的原因如下：1)明火(包括火

11、柴点火，吸烟、明火灯等或使用电焊、气焊时措施不当)所引燃的火灾。2)油料(包括润滑油、变压器油、液压设备用油、柴油设备用油、维修设备用油等)在运输、保管和使用时粗心大意所引起的火灾。3)炸药在运输、加工和使用过程中所引起的火灾。如采用不安全的放炮方法明火或动力线放炮、放糊炮、炮泥装的少或炸药变质。4)机械作用(包括摩擦、震动、冲击等)所引起的火灾。5)电气设备(包括动力线、照明线、变压器、电动设备等的绝缘损坏和性能不良所引起的火灾。由于外因火灾多发生在风流畅通的地点，氧气较足，突然发生，来势较猛，很快出现烟雾和火焰，因而易于及时发现和扑灭。若发现不及时或灭火方法不当，火势将发展迅速，造成严重后

12、果。,1、火风压的概念 当高温气体流经垂直或倾斜的巷道时要形成与自然风压作用相仿的火风压(h火)。火风压的作用方向可能与扇风机风压方向相同，使矿井总风量增加；也可能与扇风机风压方向相反，使矿井总风量减少。此外，火风压还可能造成井下局部地区或全矿井的风流逆转，破坏矿井正常的通风系统，给矿井带来极大危害。,矿井火灾,五、火风压对风流的影响,一 矿井火灾的发生,火风压的计算公式：火风压是因火灾引起风流温度升高和空气成分变化，导致自然风压的变化量,2、火风压的特性,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,五、火风压对风流的影响,火风压的特性,火风压出现的位置倾斜或垂直巷道,火风压的作用方向总是向上的,火风压的作

13、用相当于安装一台辅扇,五、火风压对风流的影响,矿井火灾时风流状态的影响即火风压的影响表现为“节流效应”和“浮力效应”。,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,3、火风压的影响节流效应和浮力效应,节流效应 由于火灾生成的燃烧产物和水蒸气加上引起的风流质量和体积流量的增加，以及气流温度变化的影响引起的风流体积流量的进一步增加，而导致的风流流动阻力增加的现象，称为节流效应。节流力即热阻力,由于其方向始终与风流方向相反，所以增大了风流流动阻力。,浮力效应 火灾引起风流温度的增加、空气密度减小，使风流自行上浮流动的现象，称为浮力效应。浮力效应作用于有高差的巷道中。烟囱中热烟在没有其他外加动力的情况下自动上升至大

14、气，就是浮力效应作用所致。,矿井火灾,矿井火灾产生的浮力和节流效应，引起矿井风流状态的紊乱变化。该变化可分为如下三类:风流逆转旁侧支流 浮力节流 机械风压，巷道全断面风流反向风流逆退主干风流 浮力节流巷道纵横断面温度和压力差。新风顺风向从巷底流入，热烟流沿巷顶流出。风流滚退由节流、温度和压力差引起,六、火灾时风流紊乱现象,一 矿井火灾的发生,六、火灾时风流紊乱现象,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,1.风量减少对于无瓦斯或瓦斯涌出量小的矿井，或许不至于构成威胁。但在瓦斯涌出量大的矿井，很容易引起瓦斯爆炸。2.风流逆转风流逆转引起风流流动状态的紊乱，给人员撤退和救灾工作造成更大的困难，带来更大的危险

15、。(1)逆转风流携带大量有毒有害气体，蔓延至更大区域，甚至污染进风区域，扩大受灾范围，甚至威胁整个矿井。(2)风流逆转经历减风停风反风的过程。在减风和停风阶段，易形成纵向和横向的局部瓦斯聚集带时，可能引起爆炸。(3)风流逆转使火源下风侧富含挥发物的风流或局部瓦斯聚集 带的污风再次进入着火带的可能性增大，从而增加了爆炸的可能性。,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,七、火灾时风流紊乱现象的危害,3.烟流逆退烟流逆退对火源上风侧直接灭火人员造成直接威胁。烟流与进风混合再次进入火源，在一定条件下能诱发瓦斯爆炸。烟流逆退致 使烟流进入其他巷道，可能造成与风流逆转相似的结果。4.烟流滚退滚退现象导致火源上风侧

16、烟流与新鲜风流掺混后，再逆流回火源，在一定条件下能诱发瓦斯爆炸。烟流滚退对火源上风侧从事直接灭火的人员也构成直接威胁。因此，在矿井火灾时期，维持风流流动状态，特别是维持风向的稳定性，是救灾工作的最重要的任务之一。,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,七、火灾时风流紊乱现象的危害,火风压及火灾时风流紊乱现象的危害火风压是因火灾引起风流温度升高和空气成分变化，导致自然风压的变化量火灾时风流紊乱现象的危害1.风量减少2.风流逆转3.烟流逆退 4.烟流滚退,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,七、火灾时风流紊乱现象的危害,矿井火灾,八、内因火灾的发火原因,一 矿井火灾的发生,1、概述 破碎的煤炭及采空区中的遗煤接

17、触空气后，氧化生热，当热量积聚、煤温升高、超过临界温度时，最终导致着火，此种现象称为煤的自燃。,矿井火灾,2、煤炭氧化自燃过程 煤炭自燃发火的原因，目前比较普遍的看法是：煤与空气中的氧相互作用的结果，其过程如图4-1所示。图4-1-1煤炭氧化时温度变化曲线 潜伏期煤在常温下能吸附空气中的氧，并在煤的表面生成不稳定的氧化物，如图4-1所示。自热期经过潜伏期，煤的氧化速度加快，煤体温度就逐渐升高。如图4-1所示。,图4-1 煤炭氧化时温度变化曲线,自燃状态当煤温继续升高，达到某一数值临界温度(一般70一90)以上时，氧化急剧加快，产生大量热量，使煤体温度迅速上升，以至达到着火温度开始发火进入自燃状

18、态。在煤的自燃阶段，如果在达到临界温度之前，供氧减少而散热增加，则自燃增温过程可以终止，煤炭逐渐冷却，并继续氧化至惰性的风化状态，如图4-1虚线所示。,一 矿井火灾的发生,八、内因火灾的发火原因,3、煤炭自燃必须具备以下三个条件：(1)煤具有自燃倾向性（即在常温下有较高的氧化活性）；(2)有连续的供氧条件；(3)热量易于积聚。第一条为煤的内部特性，它取决于成煤物质和成煤条件，表示煤与氧相互作用的能力。后两条为外因，决定于矿井的地质条件和开采技术条件。,矿井火灾,九、煤炭自燃必须具备的条件,一 矿井火灾的发生,4、影响煤炭自燃的因素自然因素和开采技术因素 1）自然因素。（1）煤的化学成分。各种牌

19、号的煤，即各种不同化学成分的煤，都有自燃的可能表4-1-1 煤的炭化程度、挥发分与煤炭自然发火的关系规程要求生产矿井要将煤样送到有关单位进行煤的自燃倾向性鉴定，依据鉴定分类拟定正确的开采方法和经济有效的防火措施。,矿井火灾,十、影响煤炭自燃的因素,一 矿井火灾的发生,十、影响煤炭自燃的因素,煤炭自燃倾向性等级分类见表4-1-2，确定煤炭自燃倾向性的方法大多数是建立在测定煤的氧化性能的基础上。,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,十、影响煤炭自燃的因素,（2）煤的物理性质。煤的破碎程度。煤的脆性大。煤体中的水分。煤的温度。（3）煤岩成分。煤的煤岩成分有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤四种。在煤层中存在有集中亮煤

20、和镜煤，特别是还含有丝煤时，就易于自燃；而暗煤含量多时，则不易自燃。（4）煤层地质条件。煤层越厚、倾角越大，易引起自燃。在断层、褶曲、地质破坏和岩浆侵入带、煤层松软易碎，增加了空隙度，因而也易于自燃。,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,十、影响煤炭自燃的因素,2）开采技术因素。影响煤炭自燃的开采技术因素是指：开拓方式、开采方法、通风方式及采空区管理等。（1）开拓方式。巷道系统应力求简单，防止漏风；同时为采空区消防火创造条件。（2）开采方法。开采方法对发火的影响主要是指回采时间的长短和回采率的高低（3）通风制度。井下风流使煤炭氧化，同时又将氧化生成的热量带走。（4）采空区管理。及时封闭采空区和保证密

21、闭的质量，减少采空区漏风。通过以上分析，煤炭在常温下发展到自燃状态是有着它的内部因素和外部条件的。,矿井火灾,一 矿井火灾的发生,“预防为主，消防并举”是我们同矿井火灾作斗争的基本原则。因此，早期发现火灾的征兆，及时采取有效的预防措施，对矿井安全生产具有十分重要的意义。为了确保煤矿生产和矿工的安全，必须作好防火和灭火工作。一是在事故发生前，作为决策人员，应了解和掌握矿井火灾治理的有关技术，了解本矿易发火区域着火时的应变措施，要使矿井火灾预防处理计划不是应付安全检查，而是救灾时的重要依据；其次是通过安全技术教育，使矿工特别是班组长掌握灾变自救技术；三是火灾发生时，尽可能多地获取有关信息，并注意分

22、析其可靠性，避免误导。安全生产方针中“预防为主”中的“防”，既包含防止火灾发生，也包含做好治理火灾的思想准备、技术物质准备和应变措施工作。早期发现和预报煤炭自燃火灾的方法为：人体的直接感觉；隐蔽火源探测技术包括测定矿内空气成分的变化、测定空气和围岩温度、测定煤炭氧化速度等。其中气体成分分析法是应用最广、且比较可靠的方法。,矿井火灾,二 矿井火灾的预防,一、矿井火灾的及早发现,（一）人体直接感觉 人们应用自己的感觉器官(眼睛、鼻子、皮肤等)来察觉煤炭自燃初期的特征，能够早期发现煤炭自燃。(1)煤炭氧化初期生成水，往往使巷道内湿度增加，出现雾气或在巷道壁出现水珠。(2)煤在自热到自燃的过程中，氧化

23、产物中有各种碳氢化合物，并放出煤油味、汽油味、松节油味或焦油味等。(3)从煤炭自热或自燃处流出的水或空气，其温度较正常时高，人的皮肤能直接感觉到。(4)由于煤炭从自热到自燃阶段要放出二氧化碳和一氧化碳等有害气体，故能使人头痛、闷热、精神不振和有不舒适感。,矿井火灾,二 矿井火灾的预防,一、矿井火灾的及早发现,矿井火灾,（二）隐蔽火源探测技术1）ASZ型矿井火灾预报监测系统 ASZ型矿井火灾预报监测系统通过束管取样分析矿井采空区、密闭区和巷道中气体组分（CO、CO2、O2、CH4等）浓度，可对煤炭自燃火灾进行早期预报。监测系统以微机为核心，能自动采集气样，分析结果，并进行数据处理和贮存，应用格氏

24、火灾系数R（R=CO/-O2）预报自燃火灾，并具备显示、打印数据及趋势曲线等功能。,二 矿井火灾的预防,一、矿井火灾的及早发现,2）SF6连续定量释放装置，用于综放面的漏风源、漏风汇及漏风风量检测采空区内部漏风与煤炭自燃有着密切的关系，因此确定采空区漏风源、漏风汇及漏风风速，对确定隐蔽火源点和防治自燃火灾都具有重要的意义目前，漏风测定方法普遍采用释放SF6气体的示踪技术 3）采用红外测温仪探测煤壁辐射温度 及时有效地确定隐蔽火源点及温度。国外在此方面的高新技术也得到应用。4）气体成分分析法通过气体取样，在实验室用气相色谱仪分析和检测煤的自然和可燃物在燃烧过程中释放出的烟气或其他气体产物，预报火

25、灾。,矿井火灾,二 矿井火灾的预防,一、矿井火灾的及早发现,矿井火灾,二 矿井火灾的预防,不同燃料燃烧的标志气体,SO2 CH4,煤、油类,HCl,胶管输送机胶带,甲醛HCHO，甲酸H2CO2乙酸(醋酸)CH3COOH,未经处理的木材,一、矿井火灾的及早发现,人们经过长期的实践，对煤炭自燃的规律有了一定的认识，并积累了不少防止自燃火灾的经验。预防矿井火灾的措施可分为：一般技术措施和开采技术措施。（一）一般技术措施 1采用不燃性材料支护 矿井井筒、井底车场、主要巷道及碉室，一旦发生火灾，对整个矿井威胁很大。因此，都必须用不燃性材料支护。2设置消防材料库 消防材料库，作用是储存消防材料以便发生火灾

26、时迅速而有效的灭火。3设置防火门 4设置消防水池和井下消防水管系统 用水灭火是一种比较经济而有效的方法，同时矿井中水源充足，用水灭火也较方便。因此，要求每一矿井必须在地面设置消防水池和井下消防管路系统。,矿井火灾,二、矿井火灾的预防措施,二 矿井火灾的预防,（二）开采技术措施 1正确选择开拓系统和开采方法 开采有自然发火危险的煤层时，正确的选择开拓系统和开采方法是提高矿井先天防火能力的关键措施。对正确的开拓系统、开采方法的要求如下：（1）采用集中岩巷及减少对煤层的切割。（2）选择合理的采煤方法。（3）提高回采率和加快回采速度。（4）封闭采空区。2通风措施合理选择通风系统 通风不良，通风系统混乱

27、，漏风严重的地点往往容易发生自燃火灾。因此，正确选择通风系统，减少漏风，对防止自然发火有重要作用。其措施如下：（1）选择合理的通风系统。（2）实行分区通风。,矿井火灾,二 矿井火灾的预防,二、矿井火灾的预防措施,3、均压法通风均压法的实质。即设法改变通风系统内的风压分布，以降低漏风通道两端的风压差，使漏风量减少或趋近于零，达到抑制自燃的目的。均压法的形式。均压法的具体做法较多，其形式总括起来可分为封闭式和敞开式。封闭式调风压，是使已封闭的采空区进、回风两端的密闭处风压差趋于零，封闭区内风流停止流动，从而预防火灾的发生。敞开式调节风压，是当正在回采的工作面采空区出现自燃现象，火灾气体涌入工作面影

28、响生产时，通过提高工作面的风压，减少向采空区漏风，抑制自燃的发展，使火灾气体不涌入工作面，从而保证工作面安全生产的。这种不封闭工作面的调压方式称为敞开式调压。,矿井火灾,二 矿井火灾的预防,图2-2-1封闭式调风压,图2-2-2 敞开式调节风压,二、矿井火灾的预防措施,均压法的具体做法有：安设调节风门；设置带有风门的调压风机；改变风门和风墙的设置地点及局部风流短路；均压气室调压法即连通管调压气室法等。为了使调节风压法能有效的防止和控制煤炭自然发火，必须对全矿井与采区的通风系统及漏风风路有清楚的了解，并且经常进行必要的空气成分和通风阻力的测定。否则调压不当时能造成假象，使火灾气体向其它不易发现的

29、地点流动，甚至促进氧化过程的发展，加速火灾的形成。,矿井火灾,二 矿井火灾的预防,二、矿井火灾的预防措施,4预防性灌浆,矿井火灾,灌注泥浆预防自然发火是很有效的措施，我国许多矿区广泛采用这一方法，都取得了显著成效。,二 矿井火灾的预防,二、矿井火灾的预防措施,（1）预防性灌浆的含义。就是将黄土、砂子、水等按一定比例配成泥浆，利用高度差或泥浆泵将泥浆送到井下采空区等可能发生自燃火灾的地方，起到防火作用。（2）灌浆的作用。泥浆把残留的碎煤包裹起来，隔绝碎煤与空气阻止煤的氧化；泥浆增加了采空区的密实性，减少了漏风；泥浆对已经自热的煤炭能冷却散热。总之泥浆起到预防煤炭自燃和消灭自燃火灾的作用。此外，泥

30、浆能胶结采空区破碎岩石，有利于形成再生顶板，对提高煤质、减少坑木消耗和冒顶次数均有好处；泥浆能湿润煤体和岩石，能减少矿尘的生成和飞扬；泥浆还能降低工作面温度，改善劳动环境。因此，预防性灌浆，不仅是防灭火的有效措施，而且还是搞好矿井安全生产、文明作业的综合性措施。（3）对泥浆材料的要求。用于制备泥浆的固体材料应满足制浆方便；渗透性强；收缩量小；易于脱水；便于输送及不含有可燃物等要求。为此最好选用含砂量小于30的砂质粘土；或脱水性好的砂子和渗透性强的粘土(其中砂子含量不超过10)，作为制浆固体材料。为了节省土地，减少黄土(粘土)的用量，有些矿区试用其它材料代替粘土制浆。如：开滦赵各庄煤矿利用发电厂

31、飞灰代替粘土制浆，同样取得了防火效果。,矿井火灾,二 矿井火灾的预防,二、矿井火灾的预防措施,（4）灌浆方法。我国煤矿采用的预防性灌浆方法多种多样，大体可分为：采前灌浆、随采随灌及采后灌浆等三种方法。采前灌浆。随采随灌。在采煤工作面推进的同时向采空区灌注泥浆。其形式又分为：钻孔灌浆、小巷道钻孔灌浆、埋管灌浆及洒浆等。采后灌浆。,矿井火灾,图4-2-5 钻孔灌浆示意图1一底板消火道；2一回风道，3一钻孔；4一工作面进风巷,图4-2-6 小巷道钻孔灌浆示意图1一底板消火道；2一钻窝巷道；3一钻孔；4一回风道；5一工作面进风巷,二 矿井火灾的预防,二、矿井火灾的预防措施,（5）预防性灌浆注意事项。有

32、的矿井在灌浆区采掘时曾发生过溃浆事故，造成严重损失。为了防止这类事故发生，灌浆时应注意下列事项：经常观察水情。设置滤浆密闭。防止地表水流入井下。灌浆区下部采掘5阻化剂防火 1)阻化剂的含义。一些无机盐类化合物，具有阻止氧化、防止自燃及延长发火期的作用，故称阻化剂。如：氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、氯化铵(NH4C1)、氯化钠(NaCl)、三氯化铝(A1C13)以及水玻璃(xNa2OySiO2)等溶液 2)阻化剂的作用。阻化剂同煤体接触后，吸附于煤体表面并形成稳定的抗氧化保护膜，因此降低了煤的吸氧能力及煤在低温下的氧化活性。3)阻化剂使用方法。阻化剂防火工艺可分两类，一是在采煤工作

33、面向采空区的遗留煤喷洒阻化剂防火；二是向可能或已经开始氧化发热的煤壁打钻孔压注阻化剂以控制煤的自燃。4)阻化剂在我国煤矿试用简况。阻化剂可以单独使用，也可以调入泥浆中提高泥浆的防火效果。鉴于阻化剂有阻止煤炭氧化自燃的性质。因此正在研究的向煤体内预先注入某些物质(如：含湿润剂的氯化钙、氯化钠溶液等)，作为减少煤尘生成、瓦斯涌出和预防煤炭自然发火的综合措施是大有前途的。特别是对缺土少水的矿区，更有重要的实际意义 但是我认为向煤体内预先注入阻化剂可能造成煤的发热量下降,矿井火灾,二 矿井火灾的预防,二、矿井火灾的预防措施,6、防止漏风漏风与煤炭自燃火灾的关系 没有不断供给的空气，煤的氧化就不能发展。

34、但是漏风风速很大时，改变了热交换条件，氧化生成的热量容易被，风流带走，也不能发展成自燃火灾。只有在既有风流流通，而又风速不大的情况下，煤才能自然发火。采空区、煤巷冒顶或垮帮处、压碎的煤柱等地点的漏风，往往具备了这样的条件。防止漏风具体措施：1、主要进、回风道保持一定距离 2、采空区及时封闭 3、无煤柱开采时 采空区侧挂帘布 采空区侧设（发电厂）飞灰充填带 水沙充填带 喷涂塑料等,矿井火灾,二 矿井火灾的预防,二、矿井火灾的预防措施,预防矿井火灾开采技术措施有哪些？1正确选择开拓系统和开采方法2通风措施合理选择通风系统3、均压法通风4预防性灌浆5阻化剂防火6、防止漏风,矿井火灾,二 矿井火灾的预

35、防,二、矿井火灾的预防措施,矿井火灾,三 矿井火灾的处理,一、矿井火灾时应采取的措施,1.发生火灾时的行动原则 井下发生火灾时，最重要的是要及时采取措施灭火救灾。每个处于火区或险区的人员 都必须严守纪律，服从指挥，依靠集体进行自救。指挥人员要沉着冷静，准确了解灾情，迅速组织救灾工作。（1）及时报警、尽快组织救灾。（2）灾区人员的迅速撤离与自救。,矿井火灾,2、发生矿井火灾时应采取的措施 当矿井发生火灾时，每个人都必须严守纪律、服从命令、决不能惊慌失措，擅自行动。最先发现火灾的人员，一定要采取一切可能的方法直接灭火，并迅速向矿井调度室报告火情，矿井调度室值班人员应立即按照矿井灾害预防和处理计划通

36、知矿井负责人和各方有关人员。矿井负责人在火灾面前应果断地决策和迅速地行动，应根据火灾的具体情况，参照矿井灾害预防和处理计划采取下列措施。（一）撤出及救护灾区人员 火灾发生后，灾区人员必须按照“矿井灾害预防和处理计划”中所规定的路线撤出矿井，而受火灾威胁的人员也要迅速离开危险区。为此井下人员必须熟悉避灾路线，为了容易辩别方向，可以设置通往安全出口的路标(如指示牌，指示灯等)，以便较快地组织人们按规定的路线撤出。（二）侦察火区 火灾发生后，应立即派出矿山救护队和辅助救护队人员侦察火区。首先侦察是否有遇难人员，弄清火源的地点，火灾的性质及火灾的范围。为采取有效的灭火措施提供依据。（三）切断火区电源，

37、并派专人量风测气，观察顶板动态，注意风流的变化，防止事故扩大。（四）稳定风流 实践证明，当矿井发生火灾时，正确的稳定风流，对保证井下人员安全撤出，防止瓦斯爆炸，阻止火灾和烟气蔓延扩大，以及对灭火工作都是十分重要的。（五）采取灭火措施 采取适当的灭火措施迅速扑灭矿井火灾。,三 矿井火灾的处理,一、矿井火灾时应采取的措施,矿井火灾,发生矿井火灾时应采取哪些措施 当矿井发生火灾时，最先发现火灾的人员，一定要采取一切可能的方法直接灭火，并迅速向矿井调度室报告火情，矿井调度室值班人员应立即通知矿井负责人和各方有关人员。矿井负责人应根据火灾的具体情况，参照矿井灾害预防和处理计划采取下列措施。（一）撤出及救

38、护灾区人员（二）侦察火区（三）切断火区电源，并派专人量风测气，观察顶板动态。（四）稳定风流（五）采取灭火措施,三 矿井火灾的处理,一、矿井火灾时应采取的措施,3、发生火灾时的风流控制稳定风流 1、稳定风流的含义 稳定风流就是在矿井发生火灾时，设法确保矿井正常风流方向不变或使风流按照救灾需要的方向流动。矿井火灾时期风流控制的主要目的是:控制风流流向，防止风流紊乱，使风流流动状态有利于撤人救灾，保证矿井受灾区域内人员的安全撤离;防止火灾的影响扩大;尽可能限制烟流在通风系统内的蔓延范围;避免火灾气体或瓦斯达到爆炸危险浓度等。矿井发生火灾时，一般不能轻易停风或减风，特别是瓦斯矿井，往往会因风流调度或灭

39、火方法不当，造成井下风流中的瓦斯浓度增加，导致瓦斯爆炸，而且由于火风压的作用，易出现风流逆转现象，造成意想不到的事故。因此，火灾期间，必须加强对矿井主扇的管理，保持正常的通风系统。当火灾发生在总回风道、回风井底及回风井筒内或较复杂的通风网路中时，必须维持主扇的正常运转，保持原风流方向，使火烟迅速排出，并适当减少风量，以控制火势，防止瓦斯爆炸，是行之有效的方法，特别是在处理高沼气矿井中火灾时，不得随意改变风流方向。,矿井火灾,三 矿井火灾的处理,一、矿井火灾时应采取的措施,矿井火灾,当火灾发生在进风井口、进风井筒内、井底车场或总进风道时，应进行全矿性反风，以防止火烟流入井下各生产巷道和采区，造成

40、全矿性灾害。煤矿安全规程要求，生产矿井主要扇风机必须安装反风设备，并能在十分钟内改变巷道中的风流方向，反风后的风量不得少于原来风量的 40%。在多台风机通风的矿井中反风，必须多台风机同时反风。但需注意，决定反风前，必须对火灾地点掌握清楚，尤其有两台以上主扇的矿井，更须慎重对待,冒烟的主扇不能反风。采空区内，如回采工作面的上下风巷等地点发生火灾时，应尽快使风流短路，让火烟直接从回风井排出。当井下机电峒室发生火灾时，应首先切断电源，同时迅速关闭防火门或修筑临时密闭墙，以隔断风流。,三 矿井火灾的处理,一、矿井火灾时应采取的措施,矿井火灾,4、稳定风流的方法 稳定风流，即是控制风流，可以是区域性的，

41、也可以是局部性的。其方法如下：1)控制火风压。采取积极的灭火方法迅速扑灭或控制火灾，使火风压尽量减小；在火源进风侧设置临时防火密闭，适当控制火区进风量，减少火烟生成，同时要防止瓦斯积聚而引起瓦斯爆炸。2）直接排出火灾气体。尽可能利用火源附近巷道，将火灾气体直接导入总回风巷道排至地面。3)保持矿井扇风机的工作状况。火灾发生在分支风路中，应维护矿井扇风机原来工作状况，特别是在救人、灭火阶段不能采取扇风机减风和停风的措施。民主德国汉姆拉得彼得矿，于1908年发生火灾时停风，造成瓦斯爆炸，使335人死亡。因此，火灾时期一般不允许停风。4)适时停风。当火灾发生在矿井进风端(进风井口、井筒内、井底车场或总

42、进风道)，而自然风压的作用方向与扇风机造成的风压反向时；或是火灾发生在矿井出风端(出风井口、出风井筒内、车底车场、总回风巷道)，而自然风压与扇风机造成的风压同向时，可以采取停风措施。,三 矿井火灾的处理,一、矿井火灾时应采取的措施,矿井火灾,稳定风流的方法 5)适时反风。当火灾发生在矿井进风端(进风井口、井筒内、井底车场或总进风道)而自然风压与扇风机造成的风压同向时，可采取反风措施。此外，矿井进风端发生火灾后，当自然风压与扇风机造成的风压反向时，为确保安全可靠，也可采取反风措施。在多台扇风机通风的矿井中反风时，必须多台风机同时反风。规程要求，主要扇风机必须安装反风设备，并能在十分钟内改变巷道中

43、的风流方向，反风后的风量不得少于正常风量的60。6)风流短路 风流短路即在发火巷道的下风侧，找到与回风巷相连的联络巷，将其风门（密闭）打开，使烟流直接流入回风流中，同时应采取控制火势的措施。火源位于矿井的主要进风系统，若不能及时进行反风或因条件限制不能进行反风时，可将进回风井之间的联络巷中的风门或密闭打开，使大部分烟流短路，直接流入总回风，减少流入采区烟流，以利人员避难和救护队进行救护。,三 矿井火灾的处理,一、矿井火灾时应采取的措施,稳定风流和稳定风流的方法稳定风流就是在矿井发生火灾时，设法确保矿井正常风流方向不变或使风流按照救灾需要的方向流动。稳定风流的方法 1)控制火风压。2)直接排出火

44、灾气体。3)保持矿井扇风机的工作状况。4)适时停风。5)适时反风。6)风流短路,矿井火灾,二、消灭矿井火灾的方法,三 矿井火灾的处理,灭火原理 灭火的实质就是把正在燃烧体系内的物质冷却，将其温度降低到燃点之下，使燃烧停止。灭火原理有：冷却。隔离和窒熄。稀释。中断链反应破坏燃烧的环境条件。在实际灭火中，是以上几种原理的综合应用。,矿井火灾,消灭矿井火灾是是针对矿井火灾发生的三个必要条件即引火热源、可燃物及空气，破坏燃烧三个条件同时存在和消除燃烧三个条件(之一、之二或全部)的过程，从而达到消灭矿井火灾的目的。灭火就其方法而言，可分为直接灭火、隔离灭火和联合灭火三大类。,三 矿井火灾的处理,二、消灭

45、矿井火灾的方法,矿井火灾,消灭矿井火灾的方法,直接灭火法用水、砂子(或岩粉)及化学灭火器等灭火。,隔绝灭火法主要是构筑防火墙。阻止空气进入火区，从而使火逐渐熄灭。,混合灭火法先构筑防火墙将火区封闭，然后再采取其他灭火手段，如灌浆、调节风压和充入惰性气体等。,三 矿井火灾的处理,二、消灭矿井火灾的方法,直接灭火法是用水、砂子(或岩粉)及化学灭火器等，在火源附近直接扑灭火灾或者是消灭火源。1用水灭火用水灭火，简单易行，经济有效。其作用和注意事项如下：1)水的灭火作用。冷却。隔离和窒熄。稀释。,矿井火灾,三、直接灭火法,三 矿井火灾的处理,2)用水灭火的注意事项：供水量要充足，否则，高温火源会使水分

46、解成具有爆炸性的氢和一氧化碳混合气体(又称水煤气)，带来新的危险；确保正常通风，使排除火烟和水蒸气的风路畅通；当火势旺时，应先将水流射向火源外围，不要宜射火源中心；任何情况下灭火人员都要站在火源的上风侧；水能导电，因此，用水扑灭电器火灾时，应先切断电源，然后灭火；水比油重，因此，水不能扑灭油类火灾。经验证明，在井筒和主要巷道中，尤其是在胶带运输机巷道中装设水幕，当火灾发生时立即启动水幕，能很快地限制火灾的发展。,矿井火灾,用水直接灭火相关事项,水流方向水与风流应在同一方向流动。避免巷道垮塌破坏水管或高温破坏橡胶垫圈，引起漏水。管路系统供水管道应由进风井进入，消防栓接头盖应用塑料。应采用能清楚显

47、示开关状况的阀门。供水量应充足,三 矿井火灾的处理,三、直接灭火法,2用砂子(或岩粉)灭火通常用来扑灭初起的电气设备火灾与油类火灾。在机电硐室、材料仓库、炸药库等地方均应设置防火砂箱。3用化学灭火器灭火有两类：一类是泡沫灭火器；另一类是干粉灭火器。1)泡沫灭火器图4-3-2 泡沫灭火器 2)干粉灭火器灭火手雷和喷粉灭火器。4用高倍数空气机械泡沫灭火,矿井火灾,图4-3-2 泡沫灭火器,三 矿井火灾的处理,三、直接灭火法,1隔绝灭火法及其要求 隔绝灭火法是在直接灭火法无效时采用的灭火方法，它是在通往火区的所有巷道中构筑防火密闭墙，阻止空气进入火区，从而使火逐渐熄灭。隔绝灭火法是处理大面积火区，特

48、别是控制火势发展的有效方法。隔绝灭火法主要是构筑防火墙。对防火墙的要求是：构筑要快，封闭要严，防火墙要少，封闭范围要小等。,矿井火灾,四、隔绝灭火法,三 矿井火灾的处理,2防火墙的类型 根据防火墙所起的作用不同，可分为临时防火墙、永久防火墙及耐爆防火墙等。1)临时防火墙。国内外研制推广了一些新型的快速临时防火墙。如泡沫塑料快速临时防火墙、气囊快速临时防火墙及石膏防爆防火墙等；2)永久防火墙。永久防火墙的作用在于长期严密地隔绝火区、阻止空气进入。因此要求坚固、密实。根据使用材料不同可分为：木段防火墙、料石或砖防火墙及混凝土防火墙等。3)耐爆防火墙。由沙袋或土袋堆砌而成。耐爆防火墙构筑长度不得小于

49、56米。在耐爆防火墙掩护下再构筑永久性防火墙。,矿井火灾,图4-3-4 水砂充填耐爆防火墙1一秫秸帘子；2一砖墙，3一充填管；4一观测孔；5一注浆管；6一放水管；7一返水池,四、隔绝灭火法,三 矿井火灾的处理,矿井火灾,3、火区封闭顺序 在火区无瓦斯爆炸危险的情况下，应先在进风侧新鲜风流中迅速砌筑密闭，遮断风流，控制和减弱火势，然后再封闭回风侧，在临时密闭的掩护下构筑永久防火墙。在火区有瓦斯爆炸危险的情况下，应首先考虑瓦斯涌出量，封闭区的容积及火区内瓦斯达到爆炸浓度的时间等，慎重考虑封闭顺序和防火墙的位置。通常在进、回风侧同时构筑防火墙以封闭火区。火区封闭工作，必须由矿山救护队担任，同时应有专

50、人随时观察检查沼气和各种有害气体的浓度变化，如沼气浓度不断增高，有爆炸危险时，应立即停止密闭工作，迅速撤出人员。,四、隔绝灭火法,三 矿井火灾的处理,矿井火灾,4建立防火墙注意事项 对封闭有瓦斯爆炸危险的火区，构筑防火墙时注意下列事项：(1)火区内不能存在风流逆转的条件，否则可能发生瓦斯爆炸；(2)火源前方不能有瓦斯源存在(老空区、工作面等)，否则也可能发生瓦斯爆炸；(3)要采取防爆措施，如：构筑耐爆墙、装防爆门及撤人等措施。隔绝灭火法是以严密的防火墙遮断空气进入火区而灭火的。但是不漏风的墙是没有的，因此，将火区封闭后，放在一边不再进行处理是不够的，往往会造成火长期不灭，成为矿井的“心腹之患”