煤矿矿井火灾防治

煤矿矿井火灾预防单位：XXXX授课人：XXX目录CONTENTS矿井火灾0102矿井火灾的防治03火区管理及启封01矿井火灾01、矿井火灾•矿井火灾概念：•发生在矿井或煤田范围内威胁安全生产、造成一定资源和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故，称为矿井（或煤田）火灾。•火灾是矿井或煤田较为常见的灾害之一。•发生在矿井工业广场范围内地面上的火灾称为地面火灾。•例如：行政办公楼、福利楼、井口等地面建筑物以及坑木场、贮煤场、矸石山等地点。•地面火灾外部征兆明显，空气供给充分，燃烧完全，有毒气体易于扩散，较井下火灾易于救援。01、矿井火灾•发生在井下的以及发生在井口附近而威胁到井下人员安全和生产安全的火灾系统称为井下火灾。•例如：井房口、井筒、井底车场、机电峒房、火药库、进回风大巷、采区变电峒室、掘进和回采工作面以及采空区、煤柱等地点。•井下空气供给有限，难以完全燃烧，有毒有害烟雾大量发生，随风流到处扩散，毒化矿井气体、威胁工人生命安全。在瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井中，还可能引起爆炸，酿成重大恶性事故。01、矿井火灾•一、矿井火灾的分类。•矿井火灾的分类方法较多，可根据可燃物的种类、引起火灾的原因、按燃烧状态、火灾源下风测氧气浓度大小、发火的性质和地点等进行分类。•1、按可燃物的种类分类•按可燃物的种类不同将火灾分为四类：01、矿井火灾•A类火灾：由木材、纸张、锯木屑和垃圾等普通可燃物燃烧发生的火灾。•用水和含水量大的稀释溶液使燃烧物骤冷或冷却，即可有效灭火。•B类火灾：在易燃液体表面或可燃性气体中发生的火灾属于B类火灾。•B类火灾不宜用水扑灭，否则燃烧过程中容易发生爆炸或爆燃。在火灾初期，限制流向火灾的空气量或阻止有效燃烧是扑灭火灾的关键。01、矿井火灾•C类火灾：在电气设备内部或者其附近发生的火灾属于C类火灾。•C类火灾的灭火关键是切断电源，在切断电源前，必须使用非导电性的灭火剂，如化学干粉、干冰冷却剂、惰性气体、蒸发液体灭火剂等。•D类火灾：在可燃金属（如镁、钛、铝、锂、钠等）中发生的火灾。•控制和扑灭D类火灾，必须采用专门的技术和专用的灭火设备。01、矿井火灾•2、按引起火灾的原因分类：•根据引起火灾的原因不同可分为内因火灾和外因火灾两类。•外因火灾：由外部高温热源（如爆破、烧焊、电流短路、明火等）引起可燃物质燃烧造成的火灾。•内因火灾：煤炭在一定的条件和环境下（如煤柱破裂，浮煤集中堆积又有一定的风流供给）本身发生物理化学变化（吸氧、氧化、发热），聚集热量导致自然而形成的火灾。01、矿井火灾•3、按燃烧状态分类•阴燃火灾：燃烧处于阴然状态，无明显火焰的火灾。•明火火灾：燃烧时有较长火焰的活在，称为明火火灾。明火火灾有富阳燃烧和缺氧燃烧两种状态。•4、按火源下风侧氧气浓度大小分类•富燃料燃烧：火源燃烧时，火势大、温度高，火源产生的大量炽热挥发性气体，不仅助燃，还与被高温火源加热的主风流形成炽热烟流预热火源下风侧较大范围的可燃物，使其继续生成大量难以挥发性气体。01、矿井火灾•富氧燃烧：具有与地面火灾相似的燃烧和蔓延机理，称为非受限燃烧。火源燃烧产生的挥发性气体在燃烧中已基本耗尽，无多余炽热挥发性气体与主风流汇合并预热下风侧更大范围内的可燃物。燃烧产生的火焰以热对流和辐射的形式加热邻近可燃物至燃点，保持燃烧的持续发展。01、矿井火灾•5、根据发火性质不同分•根据发火性质的不同可分为原生火灾与再生火灾。•原生火灾：指初生火灾。•再生火灾：指由原生火灾而引起的火灾，也称为次生火灾。•在原生火灾的发展过程中，含有可燃物的高温流烟，由于缺氧而未能完全燃烧。在排烟道路上，一旦与新鲜风流汇合，很可能再次燃烧。01、矿井火灾•6、井下火灾按其发火地点和对矿井通风的影响分类•上行风流火灾：指沿倾斜或垂直巷、回采工作面自下而上流动的风流，即风流从低标高点向高标高点流动。发生在这种风流中的火灾，称为上行风流火灾。•下行风流火灾：指沿着倾斜或者垂直巷、回采工作面（如风井、进风下山以及下行通风的工作面）自上而下流动的风流，即风流从高标高点向低标高点流动。发生在这种风流中的火灾，称为下行风流火灾。01、矿井火灾•进风流火灾：发生在进风井、进风大巷或采区进风路内的火灾，称为进风流火灾。•7、其他分类方法•按发火地点分：井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、煤柱火灾、采空区火灾和垌室火灾。•根据燃烧物不同分类：机电设备（胶带、电缆、变压器、开关、风筒等）火灾、火药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾和煤炭自燃火灾。01、矿井火灾•二、矿井火灾的特点•矿井火灾一般发生在有限的空间内，尤其是煤炭自燃火灾往往发生在采空区和煤柱里，其燃烧过程比较缓慢，没有较大的火焰，外部征兆不明显，火灾初期人们难以察觉，同时灭火工作也较困难。由于煤矿生产的特殊性，矿井火灾表现出以下特点：•1、井下空间狭小，火灾一旦发生，人员躲避及灭火工作较为困难。•2、井下火灾往往伴有大量CO等有毒有害气体产生，并随风蔓延。受灾面积大，伤亡人员多。01、矿井火灾•3、发火地点很难接近，灭火时间长，特别是自燃火灾，面积大，隐蔽性强，氧化过程又比较缓慢，发火后长时间不易扑灭。•4、井下火灾不仅烧毁大量的煤炭资源和设备，同时为了灭火，往往还要留设大量的隔离煤柱封闭火区。•5、在瓦斯和煤尘爆炸危险的矿井中，火灾发生的高温和明火，容易引起爆炸事故。01、矿井火灾•三、矿井火灾发生的条件•1、热源：具有一定温度和足够热量的热源才能引起火灾。•2、可燃物：在煤矿矿井中，煤本身就是个大量而且普遍存在的可燃物。•3、空气：燃烧是剧烈的氧化现象。任何可燃物尽管有热源点燃，但是若缺乏足够的氧气，燃烧就不能持续。01、矿井火灾•四、矿井火灾的危害•1、产生大量的有毒有害气体和高温流烟•2、引起瓦斯、煤尘爆炸•3、引起矿井风流状态紊乱•（1）风流逆转•（2）烟流逆转•（3）烟流滚退01、矿井火灾•4、产生再生火源•（1）火烟中含有可燃成分•（2）火烟内不含可燃成分•5、破坏矿井正常生产秩序•6、造成国家财产与资源的损失较大01、矿井火灾02矿井火灾的防治02、矿井火灾的防治•一、内因火灾及其防治•（一）煤炭自燃理论基础•1、煤炭自燃机理•黄铁矿作用学说、细菌作用学说、酚基作用学说、煤氧化合学说。•2、煤的氧化特性•（1）所有品种的煤在常温下都吸氧，但吸氧速度不同，它取决于煤的分子结构和物理化学性质；•（2）煤的吸氧速度与所在空气中的氧浓度成正比；02、矿井火灾的防治•（3）在温度不变条件下，吸氧速度常数随时间按指数规律衰减；•（4）吸氧速度常数与煤自身温度之间符合幂函数关系；•（5）煤在氮气中加热后再冷却可使它的活性增加，并有重新恢复到原有活性的可能；•（6）吸氧速度常数与粒度之间成复杂关系，没有接触过氧的新鲜煤粒度越小，其表面积越大，吸氧速度也越大，但随时间衰减得也越快。•3、自然发火与自然发火期•（1）发火•自然发火是指有自燃倾向性的煤层被开采破碎后在常温下与空气接触，发生氧化，产生热量使其温度升高，出现发火和冒烟的现象。在《矿井防火规范》中规定出现下列现象之一，即为自燃发火。•a.煤因自燃出现明火、火炭或烟雾等现象。•b.由于煤炭自热而使煤体、围岩或空气温度升高至70度以上。•c.由于煤炭自热而分解CO、乙烯或其他标致性气体，在空气中的浓度超过预报指标，并呈现逐渐上升趋势。02、矿井火灾的防治•（2）煤层自燃发火期•从煤层被开采破碎、接触空气之日起，至上述定义的自燃现象或温度上升到自燃点为止，所经历的时间叫煤层的自燃发火期，以月或天为单位。矿井自然发火最短时间叫做矿井最短自然发火期。02、矿井火灾的防治•4、煤炭自然条件及分布地点•（1）煤炭自燃的条件及分布•a.有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态，堆积厚度一般要大于0.4m。•b.有较好的蓄热条件。•c.有适量的通风供氧。•d.上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。02、矿井火灾的防治•(2)煤炭自燃经常发生的地点•a.有大量遗煤而未及时封闭或封闭不严的采空区；•b.巷道两侧和遗留采空区内受压的煤柱；•c.巷道内堆积的浮煤或煤巷的冒顶、垮帮处。02、矿井火灾的防治•5、影响煤炭自燃发火的因素•（1）影响煤炭自燃的内在因素•a.煤的变质程度•b.煤的水分•c.煤岩成分•d.煤的含硫量•e.煤的孔隙率和脆性•f.煤层瓦斯含量02、矿井火灾的防治•（2）影响煤炭自燃的外因条件•a.地质因素：煤层厚度、倾角和围岩的性质•b.开采技术因素：要求巷道系统简单，采用石门、岩巷开拓、少留煤柱、减少煤体的切割；回采率的高低、回采时间的长短及顶板管理和煤层切割；采空区、煤柱和煤壁裂隙的漏风02、矿井火灾的防治•6、煤的自燃过程及其特点•煤炭的自燃过程按其温度和物理化学变化特征，分为潜伏（或准备）、自热、自燃和熄灭4个阶段。•（1）潜伏期：自煤层被开采、接触空气起至煤温开始升高的时间区间称为潜伏期。•（2）自燃阶段：温度开始升高至其温度达到燃点的过程叫自热阶段。•（3）燃烧阶段：煤升温达到其自燃点后，若能得到充分供氧，则发生燃烧，出现明火。•（4）熄灭：自燃及时被发现，采取有效的灭火措施，使煤温降至燃点以下，燃烧熄灭。02、矿井火灾的防治•（二）火灾预测与预报•自然发火的预测是根据煤田地质勘探或在矿井开采过程中所采集的煤样的分析化验结果和自然发火的统计资料，判定待开采煤层的自燃严重程度及其在空间上的分布规律，为制定防灭火措施提供可靠的依据。•1、煤层自燃倾向性的鉴定方法自燃等级自燃倾向性30℃常压条件下煤吸氧量/(cm3/g)褐煤、烟煤类高硫煤、无烟煤Ⅰ类容易自燃≥0.80≥1.00全硫（sf，%）2.00Ⅱ类自燃0.41-0.79≤1.00全硫（sf，%）2.00Ⅲ类不易自燃≤0.40≥0.80全硫（sf，%）2.0002、矿井火灾的防治•2、煤层自燃发火期的预测方法•（1）煤层的自然发火期估算方法•a.统计比较法：此法适用于新建矿井，矿井生产建设期间，应对煤层自燃情况做认真的统计和记录，将同一煤层发生的自燃火灾逐一比较，以其发火期间最短者作为该煤层的自然发火期。•b.类比法：此法适用于新建矿井，即通过该煤层的地质构造、煤层赋存条件和开采方法相似的生产矿井类比，估算煤层的自然发火期。02、矿井火灾的防治•（2）延长煤层自然发火期的途径•a.减小煤的氧化速度和氧化生热•b.增加散热强度，降低升温速度•3、火灾的预报•（1）利用人体生理感觉预报自然发火•（2）气体成分分析法•（3）束管监测系统•（4）测量井下发热体温度预测自然发火02、矿井火灾的防治•（三）矿井防火技术措施•1、开采技术防火措施•（1）合理地进行开拓布置：尽可能采用岩石巷道；分层巷道垂直重叠布置；分采分掘布置区段巷道；推广无煤柱开采技术。•（2）选择合理的采煤方法•（3）选择合理的开采顺序02、矿井火灾的防治•2、预防性灌浆•预防性灌浆是将水和不燃性固体材料按一定比例混合，配制成适当浓度的浆液，然后利用灌浆管道系统将其送往采空区等可能发生煤炭自燃的地点，以防止自燃火灾的发生。浆液灌注到采空区等处后，其中的固体物逐渐沉淀下来，水则流到巷道中排出。02、矿井火灾的防治•3、阻化剂防火•阻化剂及其原理：在化学上，凡是能减小化学反应速度的物质皆称为阻化剂。其作用机理是；增加煤在低温时的化学惰性，或提高煤氧化的活化能，形成液膜包围煤块和煤的表面裂隙面；充填煤柱内部裂隙；增加煤体的蓄水能力；水分蒸发吸热降温。02、矿井火灾的防治•4、胶体材料防火•胶体防火技术是通过压注系统将基料（水玻璃）和促凝剂（铵盐）两种按一定比例与水混合后，注入到煤体中凝结固化，起到堵漏和防火的目的。•5、惰性气体防火•惰性气体防火就是将不能助燃也能燃烧的惰性气体注入已封闭的或有自燃危险的区域，降低其氧气浓度，从而使火灾中含氧量不足而将火源熄灭，或者使采空区含氧量不足而使遗煤不能氧化自燃。02、矿井火灾的防治•6、均压防灭火技术•均压防火技术的实质是，利用风窗、风机、调压气室和联通管等调压设施，改变漏风区域的压力分布，降低漏风压差，减少漏风，从而