矿井灾害防治技术第二章火灾

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1、第二章矿井火灾防治目录第一节基本概念和理论概述第二节开采技术预防自然发火第三节通风措施防治自然发火第四节介质法防灭自然发火第五节矿井火灾处理复习题问题思考第一节基本概念和理论概述主要内容一、矿井火灾发生的基本要素二、矿井火灾的分类三、煤炭自然发火四、矿井火灾的危害五、火风压六、矿井火灾防治的技术途径一、矿井火灾发生的基本要素（1）可燃物。（2）助燃剂（O2）。（3）热源。火灾的3个要素必须同时存在，且达到一定的数量，才能引起矿井火灾，缺少任何一个要素，矿井火灾就不可能发生。二、矿井火灾的分类（1）根据不同引火热源，矿井火灾可分为外因火灾和内因火灾。（2）

2、根据不同发火地点，矿井火灾分为井筒火灾、巷道火灾、采煤工作面火灾、煤柱火灾、采空区火灾和硐室火灾。（3）根据不同燃烧物，矿井火灾可分为机电设备火灾、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。三、煤炭自然发火1.煤的氧化自燃过程其过程如图2-1-1所示：1）潜伏期；2）自热期；3）自燃期。在《矿井防灭火规范》中规定出现下列现象之一，即为自然发火。图2-1-1煤自燃发展过程示意图1）出现明火、火炭或烟雾等现象；2）由于煤炭自热而使煤体、围岩或空气温度升高至70℃以上；3）由于煤炭自热而分解出CO、C2H4或其它指标气体，在空气中的浓度超过预报

3、指标，并呈逐渐上升趋势。2．煤炭自燃的条件从煤的氧化自燃过程可以看出，煤炭自燃必须具备以下三个条件：1）煤炭具有自燃的倾向性，并呈破碎状态堆积存在；2）连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展；3）煤氧化生成的热量能大量蓄积，难以及时散失。3．煤的自然发火期煤炭自然发火是一渐变过程，要经过潜伏期、自热期和燃烧期三个阶段，因此，具有自燃倾向性的煤层被揭露后，要经过一定的时间才会自然发火。这一时间间隔叫做煤层的自然发火期，是煤层自燃危险在时间上的量度。自然发火期愈短的煤层，其自燃危险性愈大。4．影响煤炭自然发火的因素煤炭自然发火是一个复杂的物理化学过程，影响煤炭

4、自然发火的因素较多，概括起来主要有如下几个方面：1）煤的自燃倾向性煤的自燃倾向性主要取决于以下几个方面：①煤的变质程度；②煤的孔隙率和脆性；③煤岩成分；④煤的水分；⑤煤中硫和其他矿物质；⑥煤中的瓦斯含量。2）煤层的赋存地质条件①煤层越厚与倾角；②地质构造；③煤层埋藏深度；④围岩的性质。3）开拓系统4）采煤方法5）漏风条件（如图2-1-2）图2-1-2采空区散热、自燃、窒息三带分布示意图四、矿井火灾的危害矿井火灾的发生具有严重的危害性，主要表现在以下几个方面：（1）人员伤亡；（2）矿井生产接续紧张；（3）巨大的经济损失；（4）污染环境。五、火风压图2-1-31

5、.火风压的计算方法如图2-1-3所示。2.火风压的特性l）火风压产生于烟流流过的有高差的倾斜或垂直巷道中；2）火风压的作用相当于在高温烟流流过的风路上安设了一系列辅助通风机；3）火风压的作用方向总是向上。3.风流的紊乱形式1）旁侧支路风流逆转，如图2-1-4所示；2）主干风路烟流逆退，如图2-1-5所示；图2-1-4旁侧支路风流逆转图2-1-5主干风路烟流逆退3）火烟滚退，如图2-1-6所示。图2-1-6火烟滚退示意图六、矿井火灾防治的技术途径（一）外因火灾防治的技术途径外因火灾是由外部火源引起的火灾。预防外因火灾发生的技术途径有两个方面：一是防止火灾产生；

6、二是防止已发生的火灾事故扩大，以尽量减少火灾损失。1．预防外因火灾产生的措施1）防止失控的高温热源产生和存在；2）尽量不用或少用可燃材料，不得不用时应与潜在热源保持一定的安全距离；3）防止产生机电火灾；4）防止摩擦引燃：①防止胶带摩擦起火，胶带输送机应具有可靠的防打滑、防跑偏、超负荷保护和轴承温升控制等综合保护系统；②防止摩擦引燃瓦斯。5）防止高温热源和火花与可燃物相互作用。2．预防外因火灾蔓延的措施其措施有：①在适当的位置建造防火门，防止火灾事故扩大。②每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库。③每一矿井必须在地面设置消防水池，在井下设置消防管路系统。④主要

7、通风机必须具有反风系统或设备，并保持其状态良好。（二）自然发火防治的技术途径第二节开采技术预防自然发火主要内容一、井下易于自燃的区域二、预防自然发火的开拓开采技术措施一、井下易于自燃的区域采空区；煤柱；巷道顶煤；断层和地质构造附近。二、开拓开采技术预防自然发火的措施从防止矿井自然发火的角度出发，开拓开采技术总的要求是：①提高回采率，减少丢煤，即减少或消除自燃的物质基础；②限制或阻止空气流入和渗透至疏松煤体，消除自燃的供氧条件；③将流向可燃物质的漏风，在数量上限制在不燃风量之下，在时间上限制在自然发火期以内。为满足上述要求，通常应采取以下技术措施：图2-2-1

8、上下区段分采同掘l—工作面运输巷；3—联络巷2—下区