煤矿五大灾害讲义

火一、矿井火灾的原因火灾分类及特点凡发生在井下的火灾，以及发生在井口附近但危害到井下安全的火灾，都叫做矿井火灾。发生矿井火灾的原因有两种：一是外部火源引起的火灾，二是煤炭本身的物理化学性质的内在因素引起的火灾。因此，矿井火灾分为两类：外因火灾和内因火灾。1、外因火灾，又称外源火灾。违章在井下吸烟，在井下拆卸矿灯、放明炮、电焊、气焊等，都可能引起井下火灾。井下电气设备使用不当或维修不及时而短路所产生的电弧火花，可引起井下火灾。矿井瓦斯、煤尘的燃烧或爆炸，可以引燃井下可燃物而形成矿井火灾。还有违反操作规程和违章放炮，例如用明火或动力线放炮，火药变质、放糊炮等等都可能引起井下火灾。外因火灾一般发生在井口附近、井下硐室、采掘工作面和有电缆的木支架巷道等处。2、内因火灾，又称煤炭自燃。有的煤炭由于自身的物理化学性质具有自燃性，与空气接触后能氧化生热，如果散热条件不好，就会自燃。内因火灾主要发生在采空区、冒顶处和压酥的煤柱中。采空区中，尤其采用回采率低的采煤方法时，采空区中遗留的煤炭多，最容易引起煤的自燃。采空区中的自然发火占全矿井自然火灾总数的80%左右，所以对于有自然发火危险的矿井，应及时封闭采空区，防止漏风，并采取黄泥灌浆或洒阻化剂等方法来防止采空区中煤的自燃。矿井火灾与地面火灾不同，它有自己的特点：井下空间小，工作场所窄；电气设备多，坑木等易燃物多，煤本身就可以引燃，再加上防火设施不健全，灭火器材不齐全，井下又有新鲜风流，一旦发生火灾，不像地面火灾那样容易扑救。而且各种火灾（如电气失火、油料起火、瓦斯爆炸形成的火灾及煤炭自燃等）都会发生，扑救方法也各不相同。如果灭火不及时或处理不当，就会蔓延发展，往往酿成大火，这就使得灭火工作更加困难。同时，井下工作人员集中，遇有火灾，不知道发生在何处，难于躲避和疏散，这都会加重火灾造成的损失。自燃火灾多发生在煤柱或采空区中，没有明显火焰，燃烧过程缓慢，不易被人们发现，也不容易找到火源的准确位置，一经察觉，以成火灾，只好进行封闭。所以这种火灾延续时间长，可达几个月、几年甚至几十年。自燃火灾还生成大量的一氧化碳，以致造成人员中毒伤亡。井下自燃火灾一般发生在通风不良的乱采乱掘或冒顶处；封闭不及时或不严密的采空区；被压酥产生列席的煤柱；厚煤层分层开采的急倾斜煤层开采回采率低、丢煤多的采空区。上述地点更要注意防止煤的自燃。由于条件所限，井下火灾不同于地面火灾，每个工作人员不但要提高警惕，严加防范，认真执行作业规程和操作规程，而且还要针对井下繁荣特殊情况，采取专门的防灭火措施，掌握灭火器具的使用方法，一旦发生火灾就能有效加以扑救。二、矿井火灾危害大预防火灾有措施火灾是无情的，它给人们带来灾难。矿井火灾也不例外，它能造成大量的矿物资源和物质财富的损失，并能引起瓦斯、煤尘爆炸，还可以产生“火风压”使风流逆转，造成通风系统紊乱。而且，矿井发生火灾以后，产生大量剧毒的一氧化碳气体，使井下人员中毒伤亡。据不完全统计，截至1994年12月，国有重点煤矿总发火次数达9974次，封闭采区718个，冻结煤量总计达到4305.8万吨，影响煤量13271.5万吨，至今仍有残存火区420个。国有地方煤矿总发火3639次，封闭采区671个，冻结煤量1883.6万吨，影响煤量2820.7万吨，至今残存火区378个。在不到百年的时间内，全球煤矿因矿井火灾死亡人数超过6000人，我国60年代抚顺某煤矿的火灾造成110人死亡、31人受伤，80年代因火灾而死亡474人、受伤72人。另外，矿井火灾的防火、灭火的直接费用、火区熄灭重开后，巷道的修复费用；由于发生火灾使采掘停顿而造成的矿井的减产；以及火灾引起工人心理上的恐惧作用而造成生产效率的降低等等，这些损失是无法计算的。有人从理论上计算了矿井火灾所查声的一氧化碳量。一架木支架的体积为0.17立方米，让它全部燃烧，可生成97立方米的一氧化碳，能使1940米长、断面为5平方米的巷道内的一氧化碳浓度达1%，在此浓度中，人只要吸上几口就失去知觉，经过1—2分钟就会中毒死亡，实际上井下火灾生成的一氧化碳量要比这个数值要低，但是它表明井下任何一次微小的火灾，就能产生大量的一氧化碳，使大批人员中毒死亡。矿井火灾以“预防为主”。预防矿井火灾的一般性技术措施有以下几个方面：采用不燃性支护材料。井口房、井架和井口建筑物、进风井筒、回风井筒、平硐、主要生产水平的井底车场、主要巷道的连接处、井下主要硐室和采区变电所等，都应该在岩层中开凿或采用不燃性材料进行支护和填实。设置防火门。在进风井口和进风的平硐口都应安设防火门，以防止井口火灾和附近的地面火灾波及到井下；进风井与各生产水平的井底车场的连接处都应设置防火门。要定期检查防火门的质量和灵活性。设置消防材料库。猥劣迅速有效地扑灭矿井火灾，每个矿井必须在井口附近设置消防材料库；井下每个生产水平的主要运输大巷中也应设置消防材料库，储备消防器材，并备有消防列车。灭火材料、工具的品种和数量必须满足矿井灭火时的需要。灭火时消耗的材料和工具应及时补足。消防材料库中材料和工具，平时不准挪作他用。井下的火药库、充电硐室、水泵房和采区变电所中都要配备足够的灭火器材。电气火灾和油料火灾，不能用水扑灭，而应该采用岩粉或沙子扑灭。发生电气火灾时，应首先拉闸断电。设置消防水池。每个矿井都要建筑消防水池，井下可用上一水平的水仓做消防水池。井下各主要巷道中应铺设消防水管，每隔一定距离要设消防水龙头。三、外因火灾要预防输送机起火有可能我国煤矿的外因火灾约占矿井火灾总数的10%左右，而且随着矿井机械化和电气化程度的提高，外因火灾的比例还会增加。预防外因火灾的措施有：预防明火。井口房和通风机房附近20米内禁止烟火，也不准用火炉取暖。严禁携带烟草、引火物下年个3，井下严禁吸烟。井口房和井下不准从事电焊、气焊或用喷灯焊接工作，如果一定要在井下进行焊接时，每次必须制定安全措施，经批准并有专人在现场检查和监督，而且要求事先清楚附近的易燃物品，备足消防用水、沙子、灭火器等，并随时检查瓦斯和煤尘浓度。井下硐室内不准存放汽油、煤油或变压器油。井下使用的润滑油、棉纱和布头等必须集中存放，定期送到地面处理。预防放炮引火。井下不准使用黑色火药，因为黑色火药爆炸后火焰存在时间长，有使瓦斯引燃或引爆的危险。井下只准使用狂用安全炸药。严格执行放炮规定，煤矿井下不准放糊跑，严禁用煤块、煤粉、炮药纸等易燃物代替炮泥，同时要严格执行“一炮三检查”和“三人连锁放炮”制度。预防电气引火。要正确选用易熔断丝（片）和漏电继电器，以便电流短路、过负荷或接地时能及时切断电源。不准带电检修、搬迁电气设备。预防摩擦生火。应做好井下机械运转部分的保养维护工作，及时加注润滑油，保持其良好的工作状态，防止因摩擦生热而引起火灾。预防火焰蔓延。井下应使用绝缘电缆或不燃橡套电缆、阻燃输送带。国内外多次发生过带式输送机火灾事故，造成众多人员伤亡和财产损失。其发火原因是：输送带为非阻燃胶带，驱动滚筒与胶带间过度打滑，托辊不转，胶带跑偏与机架摩擦，转换地点积煤过多，胶带被积煤压住造成过载等。为避免带式输送机火灾，必须使用阻燃输送带；必须装设驱动轮防滑保护、烟雾保护、温度保护和堆煤保护装置；必须装设防跑偏装置、过速白狐、过电流和欠电压保护、过载保护和输送带脱槽保护等装置；保证安装质量，加强维护、改善装载条件等。为测报和扑灭带式输送机的火灾，必须安装带式输送机火灾测报和灭火系统。现在有许多型号的装置。这些系统可用于监测和扑灭胶带火灾，并可与矿井环境监测系统联机。它由速差、温度、烟雾等传感器及电源控制箱、灭火控制阀和水喷雾系统组成，对矿井带式输送机进行或监测、报警、断电和自动喷雾灭火。矿用输送机自动防灭火装置，由单片微机实现信号采集及数据处理、贮存、显示和有选择地输出指令及相应执行元件动作的全部自动化，具有预警、报警、断电和喷水冷却灭阴火和喷泡沫灭火等功能。四、煤炭自燃有条件初期征兆要注意煤炭自燃有三个必须具备的条件：煤炭本身具有自燃倾向性；连续适量地供给空气；散热条件差，煤氧化生成的热能不断积累。煤炭本身具有自燃倾向性，即具有低温氧化能力，它是自燃的内在因素，取决于煤炭本身的物理化学性质和煤的成分。牌号不同的煤，它们的煤岩成分不同，自燃性也不一样，褐煤烟煤容易自燃；在烟煤中，长焰煤和气煤的自燃性最强；贫煤和无烟煤的自燃性较差；在同一牌号的煤中，含硫越多越容易自燃。因此，《煤矿安全规程》第228条规定，煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不自燃三类。水火不相容，煤中水分多了不易自燃。但有自燃性的煤失去水分后，自燃的危险性增强，所以地面煤堆经雨雪渗漏、蒸发后容易发生自燃；井下用水淹没自燃火区，恢复生产后，更容易自燃，因为煤经过水洗后，表面更容易氧化。煤层的地质条件对煤炭自燃的影响很大。煤层越厚，倾角越大，则煤的自然发火危险就越大。因为在厚煤层、急倾斜煤层中，回采率低、丢煤多；采区煤柱受压后容易破碎，采空区封闭不严密、漏风量大，这就为煤炭自燃创造了条件。同时在断层、褶曲和破碎带，煤容易自燃。对煤炭自燃倾向比较严重的矿井，应将主要巷道布置在岩层中，以减少煤柱，避免煤层切割过多而暴露在空气中；同时应选用合适的采煤方法，提高回采率，减少丢煤，及时封闭采区，减少或避免向采空区中漏风。要尽量降低通风压差，以减少想采空区中漏风。漏风在0.4到0.8立方米每分时，扬花生成的热量容易积聚，最容易煤炭自燃。煤炭自燃发现得越早越容易扑灭。因此，了解和掌握煤炭自燃的初期征兆并及时识别和判断，对防灭火具有重要的意义。煤炭自燃的初期征兆有如下几种：1、煤在低温氧化过程中产生热量，由于热量的积聚，提高了煤体的温度，使水分蒸发，因而巷道中的湿度增加，水汽凝聚在空气中呈现雾状，在支架和巷道壁表面形成水珠。工人把这种现象叫巷道煤壁出汗。但应注意，有这种现象的地方不一定都是煤炭自燃的初期征兆，因为在冷热两股气流汇合的地方，也会在巷道中出现雾气和出汗的现象。2、在巷道中如闻到煤油、汽油和松节油气味，尤其当闻到煤焦油的恶臭时，表明煤炭自燃已经发展到严重程度。3、井下火区附近的空气温度以及从火区流出来的水的温度高于正常情况下的温度。4、煤炭自燃过程中产生一氧化碳和二氧化碳，使人感到闷气、憋气、头疼]四肢无力、疲劳等症状。5、开采浅层煤时，可看到从地表塌陷裂隙中逸出水汽并能闻到煤焦油味；冬季可以见到地表塌陷区的积雪先融化。压入式通风的矿井，如在采空区发生火灾，征兆不明显，不容易及时发现。为了尽早而准确可靠地发现井下自燃火灾，应及时在井下取空气样进行化验，分析空气成分的变化，如反县微量一氧化碳，且是持续存在的，其浓度随时间逐渐增加，则可断定煤炭自燃。五、煤炭自燃早识别预防自燃有技措煤炭自燃初期的识别方法有直接感觉、测定矿内空气成分的变化、测定围岩温度、测定煤炭氧化速度四类。其中测定矿内空气成分的变化，是早期识别和预报自燃火灾应用最广、而且比较可靠的方法。采用气体分析法，掌握矿内空气成分的变化，识别和预防自燃火灾的主要内容是测定空气中的一氧化碳、二氧化碳、乙烯气体。根据一氧化碳浓度、或一氧化碳绝对量、乙烯浓度、一氧化碳或二氧化碳增加量与氧的减少量的比值作为判定自燃火灾发生的参数。这些气体的测定方法有直接测定法、实验室分析法和自动检测法三种。直接测定法是采用检定管或测量仪器测定。实验室分析法是采用高灵敏度、高精度的气体分析一起进行气体检定。自动检测法是采用束管监测系统或微机控制的火灾预测系统进行矿井火灾集中自动检测。束管监测系统是由抽气泵将井下的气样通过多芯束管抽到地面，用相应的仪器进行，以对自燃火灾尽快地发出警报。束关系统的优点是采样及时、连续监测、分析数据可靠、预报准确，当井下断电后仍能保证正常监测工作。微机控制火灾预测系统由井下探测系统和地面测量站组成。井下探测系统中有烟雾探测器、一氧化碳分析器、空气温度传感器和风速针。地面微机对井下信息进行读数显示或打印、贮存。当任一探测器达到规定的信号值以上时，地面站马上发出声光警报，指出井下某处发生了火灾。1、开采具有自然发火倾向的煤层时，应采用合理的采煤技术，才能防