矿井火灾学复习资料,2013

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1、矿井火灾学题型：名词解释、简答题、论述题前言u（必看）矿井火灾：发生在矿井井下或地面井口附近、威胁矿井安全生产、形成灾害的一切非控制燃烧。其包括内因火灾（自燃火灾）和外因火灾（外部热源引燃可燃物）两类。内因火灾亦称煤炭自燃火灾，是指煤因氧化产热而自然发火产生的火灾。外因火灾又称外源火灾，是指外部热源如明火、机械冲击与摩擦、电流短路、静电等引燃可燃物造成的火灾。内因火灾（自燃火灾）占矿井火灾总数的90%以上。第一章矿井火灾学基础u（必看）燃烧三要素：可燃物、热源和氧气（O2）。u（必看）根据可燃物燃烧过程的差异，燃烧可分为五种基本燃烧形式：分解燃

2、烧、表面燃烧、蒸发燃烧、扩散燃烧、预混燃烧。分解燃烧：出现于固体和部分液体燃料的燃烧中。矿井火灾中前期和中期的大部分燃烧现象都属于这一类型。表面燃烧：无火焰的固体燃烧，发生于固体燃料燃烧的后期。蒸发燃烧：液体蒸发所产生的蒸汽与空气混合发生着火。扩散燃烧：高浓度的可燃气体与空气边混合边燃烧的燃烧现象。如果燃烧很稳定，一般情况下不会发生爆炸。预混燃烧：在井下一定环境条件下，可燃气体与空气在着火前已经预先充分混合，且其浓度处于燃烧（爆炸）界限之内，遇火源即会发生燃烧，称为预混燃烧。这种燃烧在混合气体分布空间快速蔓延，在一定条件下还会转变为爆炸。富氧燃

3、烧和富燃料燃烧的特点：富氧燃烧是供氧充分的燃烧。这类燃烧的特点是耗氧量少、火源范围小、火势强度小和蔓延速度较低。富燃料燃烧是受限空间内可燃物燃烧数量大，供氧不足的燃烧。这类燃烧的特点是火势大、发生灾难的危险性和严重性较大。轰燃与回燃：轰然是受限空间火灾局部缓慢燃烧发展到空间内所有可燃物突然全面快速燃烧的特殊火行为，其特点是在一定受限空间中所有的可燃物几乎同时被点燃。回燃是指富燃料燃烧产生的高温不完全燃烧产物（烟气）遇新鲜空气时发生的快速爆燃现象。富燃料火灾中“跳蛙”现象产生原理：当高温烟流在流动过程中与旁侧支路的新鲜风流交汇时，便在巷道连接处发

4、生回燃，即形成新的火源点。新火源又会消耗了大量氧气再次使高温烟流中氧气的含量不足，高温可燃烟气继续向前流动，如果在巷道附近又有新鲜空气涌入，在连接口附近又会再次发生回燃而形成又一个新的火源点，这种在矿井下远离火源点形成的一个或多个再生火源的现象被形象地称为火源发展的“跳蛙”现象。第二章煤的自燃及其特性黄铁矿作用假说：煤的自燃是由于煤层中的黄铁矿（FeS2）与空气中的水分和氧相互作用放出热量而引起的。煤氧复合作用假说：煤氧复合作用假说认为煤自燃的主要原因是煤与氧气之间的物理、化学复合作用的结果，其复合作用包括煤对氧的物理吸附、化学吸附和化学反应产

5、生的热量导致煤的自燃。u（必看）煤的自燃过程及特性（结合P51.煤炭自燃过程图）：煤炭自燃一般是指：煤在常温环境下会与空气中的氧气通过物理吸附、化学吸附和氧化反应而产生微小热量，且在一定条件下氧化产热速率大于向环境的散热速率，产生热量积聚使得煤体温度缓慢而持续地上升，当达到煤的临界自热温度后，氧化升温速率加快，最后达到煤的着火点温度而燃烧起来，这样的现象和过程就是煤的自燃。准备期：该阶段因环境起始温度低，煤的氧化速度慢，产生的热量较小，因此需要一个较长的蓄热过程。自热期：氧化产生的热量使煤温继续升高，超过煤自热的临界温度（一般为60～80℃），

6、煤温急剧加速上升，氧化进程加快，开始出现煤的干馏，产生芳香族的碳氢化合物（CxHy）、氢（H2）、更多的一氧化碳（CO）等可燃气体。燃烧期：当达到临界温度点，煤氧化的产热与煤所在环境的散热就失去了平衡，即产热量将高于散热量，就会导致煤与环境温度的上升，从而加速了煤的氧化速度并又产生更多的热量，直至煤自燃起来。临界温度TC也称自热温度：是能使煤自发燃烧的最低温度，一般在60~80℃之间，通常取值为70℃。煤的自燃倾向性：煤自燃难易程度，是煤低温氧化性的体现。u（必看）影响煤自燃的内在因素：煤的变质程度、煤的水分、煤岩成分、煤的含硫量、煤的粒度、孔

7、隙度、煤的瓦斯含量。煤的变质程度：一般说来，煤的煤化程度愈低，挥发分就愈高，氢氧含量就愈大，其自燃危险性就愈大。自燃危险性：褐煤≥烟煤≥无烟煤。煤的水分：煤的含水量对其氧化进程的影响表现在两个方面。在煤炭自燃初始阶段，水分起到催化作用。在一定条件下，水分又可以起到阻化作用。煤岩成分：不同的煤岩成分有着不同的氧化性，氧化趋势按下列顺序降低：镜煤、亮煤、暗煤、丝煤。煤的含硫量：硫氧化能力相对来说要比煤强，因此在其它成分相差无几的情况下，含硫多的煤在同样条件下易于氧化、易于自燃。煤的粒度、孔隙度：完整的煤层和大块堆积的煤一般不会发生自燃；煤的粒度过于

8、小时，氧气难以进入堆积的煤体内部，影响煤的氧化；孔隙越发育的煤，往往越易于自燃。煤的瓦斯含量：瓦斯或者其它气体含量较高的煤，煤发生自燃的危险性也相应减