第八章矿井防灭火.pptx

1、通风瓦检工培训教材中煤三建三十工程处王 俊第五章 矿井防灭火 5.1 矿井火灾概述矿井火灾概述 5.2 外因火灾外因火灾 5.3 内因火灾内因火灾 5.4 矿井灭火矿井灭火 5.5 矿井发生火灾时的应急避险矿井发生火灾时的应急避险 5.6 矿井火灾事故案例矿井火灾事故案例第五章 矿井防灭火 5.1 矿井火灾概述矿井火灾概述 矿井火灾矿井火灾是指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，是煤矿生产中的主要自然灾害之一。它的发生和发展不仅会烧毁大量的煤炭资源和设备，而且产生大量的高温烟流和有害气体，危及井下工作人员的生命安全，有时还诱发瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大其灾

2、难性。我国每年都有多起矿井火灾恶性事故发生，给矿井带来巨大的灾难。第五章 矿井防灭火 5.1.1 发生火灾的三个条件发生火灾的三个条件 （1）热源 （2）可燃物 （3）氧气 以上火灾发生的三个条件必须是同时存在才会发生，相互结合、缺一不可。第五章 矿井防灭火 5.1.2 矿井火灾分类矿井火灾分类 矿井火灾按引火热源的不同，可分为矿井火灾按引火热源的不同，可分为外因外因火灾火灾和和内因火灾内因火灾两类。两类。第五章 矿井防灭火 外因火灾外因火灾是由于外部热源如明火、瓦斯煤尘爆炸、放炮、机械冲击与摩擦、电流短路、静电、烧焊、吸烟等引燃可燃物造成的火灾。外因火灾又称外源火灾。外因火灾的特点是发生突然

3、，来势迅猛，如果不能及时发现和控制，往往会酿成重大事故。在矿井火灾的总数中，外因火灾所占比重一般为10左右，但危害很大。据统计，国内外有记载的重大恶性火灾事故，90以上属于外因火灾。第五章 矿井防灭火 内因火灾内因火灾是指煤炭接触空气后，因煤自身氧化产生热量，热量聚集使煤炭自然发火而产生的火灾。内因火灾没有外部热源，由煤炭自燃引起。内因火灾有一个孕育的过程，火势发展缓慢，多发生在采空区、破裂的煤柱和煤壁以及集中堆积的浮煤等区域。因自燃火灾火源隐蔽，较难发现和扑灭，有的自燃火灾可以持续数月、数年、甚至数十年之久，使火灾范围扩大，烧毁大量煤炭，冻结大量资源。第五章 矿井防灭火 5.1.2 矿井火灾

4、分类矿井火灾分类 根据发火地点不同发火地点不同，矿井火灾又可分为井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、煤柱火灾、采空区火灾和硐室火灾等。 由于燃烧物质的不同燃烧物质的不同，矿井火灾又可分为机电设备火灾、火药燃烧火灾、油料燃烧火灾、坑木燃烧火灾、瓦斯燃烧火灾和煤炭燃烧火灾。 根据发火性质不同发火性质不同，矿井火灾还可分为原生火灾和次生或再生火灾。第五章 矿井防灭火 5.1.3 矿井火灾的危害矿井火灾的危害 （1）井下发生火灾后，产生大量的有害气体。高温火烟中，一氧化碳、二氧化碳等有毒气体会造成人员窒息、中毒，严重威胁着人的生命安全。 （2）引起瓦斯、煤尘爆炸。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井，火灾不仅会直接

5、导致瓦斯、煤尘爆炸，而且在处理火灾事故中也极易诱发瓦斯、煤尘爆炸事故，从而扩大灾情。第五章 矿井防灭火 5.1.3 矿井火灾的危害矿井火灾的危害 （3）产生火风压。火风压火风压是指火灾产生的高温烟流流经有高差的井巷所产生的附加风压。火风压常会造成风流紊乱，使某些井巷的风流方向发生逆转现象，导致受灾范围扩大，容易使灭火人员陷入火区。 （4）产生再生火源。炽热含挥发性气体的烟流与相接巷道新鲜风流交汇后燃烧，使火源下风侧可能出现若干再生火源，导致煤炭资源大量被烧毁或冻结，机械设备被损坏。 （5）造成经济损失。第五章 矿井防灭火 5.2 外因火灾外因火灾 矿井火灾和爆炸中90%以上的人员死亡的主要原因

6、，不是因为被灼烧和爆炸冲击波引起的，而是因为吸入了有毒烟气，特别是一氧化碳气体。发生在井下的火灾同发生在地面上的火灾有两个明显不同的特征：第一，地下火灾发生在受限空间内，一旦发生火灾，受灾害影响的范围大，人员受灾害威胁严重，逃生困难；第二，井下火灾时期的通风直接受灾变影响，风流流经的路线和方向更难以控制，灭火人员的生命也受到严重威胁。因此，矿井外因火灾具有严重的灾难性，矿井外因火灾事故的严重度往往是最高的。随着采掘机械化程度的提高，外因火灾比率有上升的趋势。矿井外因火灾是在井下网络状的受限空间内发生的，火灾的发生、发展过程与通风系统的特性紧密相关。第五章 矿井防灭火 5.2.1 外因火灾发生条

7、件外因火灾发生条件 产生外因火灾的三个必要条件是：有可燃物存在、有足够的氧气和足以引起火灾的热源。这也称火灾三要素，如图5-2-1所示。缺少任何一个要素，火灾都不能发生，或者正在发生的火灾也会熄灭。第五章 矿井防灭火 图5.2.1 火灾三要素火火 可 燃 物源热氧气第五章 矿井防灭火 5.2.2 外因火灾发生原因外因火灾发生原因 一、热源 （1）存在明火。主要因吸烟、电焊、火焊、喷灯焊及用电炉、大灯泡取暖等引燃可燃物而导致外因火灾。 （2）出现电火。主要是由于电气设备性能不良、管理不善，如电钻、电机、变压器、开关、插销、接线三通、电铃、打点器、电缆等出现损坏、过负荷、短路、漏电等，引起电火花引

8、起电火花，继而引燃可燃物。第五章 矿井防灭火 5.2.2 外因火灾发生原因外因火灾发生原因 一、热源 （3）违章爆破。由于不按爆破作业规定和爆破说明书进行爆破，如放明炮、糊炮、空心炮以及井下用动力电源爆破、不装水炮泥、倒掉药卷中的消焰粉、炮眼深度不够或最小抵抗线不符合煤矿安全规程规定等都可能导致引燃可燃物继而发生火灾。 （4）瓦斯、煤尘爆炸。因瓦斯、煤尘爆炸产生再生火源引起火灾。 （5）机械摩擦及物体相互碰撞。输送带打滑、机械摩擦、撞击、切割夹矸或顶板冒落等产生火花引燃可燃物，从而造成火灾。第五章 矿井防灭火 5.2.2 外因火灾发生原因外因火灾发生原因 二、可燃物 可燃物主要是木棚、瓦斯、煤

9、、油料、纸、棉纱、布头、胶带、电缆、各类机电设备等。这些物体一旦遇到火源，极易发生火灾。第五章 矿井防灭火 5.2.3 外因火灾的预防措施外因火灾的预防措施 矿井中的绝大多数外因火灾是由于对可燃物与高温热源的管理不善造成。因此，外因火灾的防治主要应从这两方面着手：首先，井下尽量使用不燃或耐燃的材料与制品，特别是运输机胶带、机电设备用油、巷道支护材料等采用耐燃或不燃材料。其次是防止失控的高温热源，失控的高温热源包括：电气过负荷运行、短路产生的电弧电火花，不正确的爆破作业形成的爆炸火焰，机械设备运转不良造成的过热或摩擦火花，违章吸烟、使用电炉、灯泡取暖、电焊、气焊以及瓦斯煤尘爆炸等而出现的明火。第

10、五章 矿井防灭火 为了预防外因火灾，严格遵守煤矿安全规程的有关规定，不能存在有任何麻痹侥幸的心理。 一、安全设施 （1）在建矿井必须制定井上、下防火措施。地面建筑物、煤堆、矸石山、木料场等处的防火措施和制度，必须符合国家有关防火的规定。 （2）木料场、矸石山、炉灰场距离进风井不得小于80m。木料场距离矸石山不得小于50m。 不得将矸石山或炉灰场设在进风井的主导风向上风侧，也不得设在表土10m以内有煤层的地面上和设在漏风的采空区上方的塌陷范围内。 （3）新建矿井的永久井架和井口房、以井口为中心的联合建筑，必须用不燃性材料建筑。第五章 矿井防灭火 一、安全设施 （4）矿井必须设地面消防水池和井下消

11、防管路系统。井下消防管路系统应每隔100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每隔50m设置支管和阀门。地面的消防水池必须经常保持不少于200m3的水量.如果消防用水同生产、生活用水共用同一水池，应有确保消防用水的措施。 （5）进风井口必须有防止烟火进入矿井的安全措施。第五章 矿井防灭火 二、明火管理 （1）井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。 暖风道和压入式通风的风硐必须用不燃性材料砌筑，并应至少装设两道防火门。 （2）井筒、平硐与各水平的连接处及井底车场，主要绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处，井下机电设备硐室，主要巷道内带式输送机机头前后两端各20m范围内，都必须用不

12、燃性材料支护。 在井下和井口房，严禁采用可燃性材料搭设临时操作间、休息间。 （3）井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。第五章 矿井防灭火 井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。如果必须在井下主要硐室、主要进风井巷和井口房内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作，每次都必须制定安全措施，经项目经理批准，由项目经理指定专人在现场检查和监督，并遵守下列规定： 电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的前后两端各10m的井巷范围内，应是不燃性材料支护，并应有供水管路，有专人负责喷水。上述工作地点应至少备有2个灭火器。 在井口房、井筒和倾斜巷道内进行电焊、气焊和喷灯焊接时，必须在工作地点的下方用不燃性材料设施接受

13、火星。第五章 矿井防灭火 电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的风流中，瓦斯浓度不得超过0.5%，只有在检查证明作业地点附近20m范围内巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时，方可进行作业。 电焊、气焊和喷灯焊接等工作完毕后，工作地点应再次用水喷洒，并应有专人在工作地点检查1h，发现异状，立即处理。 在有煤（岩）与瓦斯突出的矿井中进行电焊、气焊和喷灯焊接时，必须停止突出危险区内的一切工作。 煤层中未采用砌碹或喷浆封闭的主要硐室和主要进风大巷中，不得进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作。第五章 矿井防灭火 （4）井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内，由专人押送至使用地点，剩余的汽油、煤油和变压器油必

14、须运回地面，严禁在井下存放。 井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等，必须存放在盖严的铁桶内。用过的棉纱、布头和纸，也必须放在盖严的铁桶内，并由专人定期送到地面处理，不得乱放乱扔，严禁将剩油、废油泼洒在井巷或硐室内。 井下清洗风动工具时，必须在专用硐室进行，并必须使用不燃性和无毒性洗涤剂。第五章 矿井防灭火 三、消防器材管理 （1）在井上、下必须设置消防材料库，并遵守下列规定： 井上消防材料库应设在井口附近，并有轨道直达井口，但不得设在井口房内。 井下消防材料库应设在每一生产水平的井底车场或主要运输大巷中，并应装备消防列车。 消防材料库储存的材料、工具的品种和数量应符合有关规定，并定期检查和更换；

15、材料、工具不得挪作他用。第五章 矿井防灭火 三、消防器材管理 （2）井下爆炸材料库、机电设备硐室、检修硐室、材料库、井底车场、使用带式输送机或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中，应备有灭火器材，其数量、规格和存放地点，应在矿井灾害预防和处理计划中确定。 所有井下工作人员都必须熟悉灭火器材的使用方法，并熟悉本职工作区域内灭火器材的存放地点。第五章 矿井防灭火 四、外因火灾初起及时发现 外因火灾初起及时发现是防止其发展和控制其危害的一个重要措施。随着科学的发展和技术的进步，及时发现外因火灾初起的方法逐渐增多，其主要方法介绍如下： （1）标志气体：外因火灾的早期发现在于迅速地确定它的发生及其

16、所在位置，及时发现外因火灾是根据燃烧的气体产物（CO和CO2）、火焰、红外光等作出判断，一般情况下是采用CO和CO2等气体作为发生火灾的标志气体。第五章 矿井防灭火 （2）温升变色涂料：温升变色涂料是早期发现发热的指示剂，它的特性是当涂料覆盖物温度升高超出额定值时即会变色，而当温度下降到正常值时，则又恢复原色。因此，人们应用温升变色涂料的特性，将其涂敷在电机或机械设备的外壳上和容易发热的部位。根据颜色的变化，可以及时发现外因火灾初起的现象，采取有效措施，预防外因火灾发生。 （3）火灾检测器：人们利用外因火灾初起时会产生温升、烟雾、烟尘、气体等特性，运用现代科学技术，研制了感温、感烟等火灾检测器

17、，这些检测器可以及时发现初起火灾，进行报警，同时启动灭火装置，将火灾扑灭。第五章 矿井防灭火 5.3 内因火灾内因火灾 我国存在有煤炭自燃的矿井占矿井总数的56%，具有自然发火危险的煤层占累计可采煤层数的60%；煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的8590%。近年来我国广泛采用综采放顶煤开采技术，使生产效率大幅提高。但这种采煤方法采空区遗留残煤多、冒落高度大、漏风严重，使得自然火灾发生频繁，常常价值几千万元的综采装备被封闭在火区中，此外还使大量的煤炭被火区冻结，造成巨大的经济损失。煤炭自燃已成为制约高产高效矿井安全生产与发展的主要因素之一。 矿井火灾的发生又是矿井瓦斯与煤尘爆炸的火源之一，我国

18、矿井近年发生的瓦斯爆炸的诱发原因其中之一就是煤炭自然火灾。第五章 矿井防灭火 5.3 内因火灾内因火灾 除了井下的煤炭火灾外还有地表煤层自然火灾，在我国新疆、宁夏、内蒙都存在大面积的煤田火灾，每年烧损的煤量达1000万吨。煤炭自燃不仅烧毁大量资源和设备，给国家财产造成巨大的损失；而且产生大量的有毒有害气体和高温烟流，严重威胁着井下工作人员的生命安全；同时煤炭自燃产生大量的H2、CO和CO2气体，严重污染环境，煤田火灾还造成大面积的植被破坏，使土壤沙漠化。煤炭自然火灾的危害越来越受到人们的关注。 第五章 矿井防灭火 5.3.1 煤炭自燃条件煤炭自燃条件 （1）煤层自身具有自燃性，煤呈碎裂状态堆积

19、。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。 （2）有较好的蓄热条件。当与空气接触后，在氧化过程中产生的热量大量蓄积，难以及时扩散。 （3）连续通风供氧维持煤的氧化过程不断发展。有适量的通风供氧，通风是维持较高氧浓度的必要条件，是保证氧化反应自动加速的前提，氧浓度15%时，煤炭氧化方可较快进行。 （4）上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。第五章 矿井防灭火 5.3.2 煤炭氧化自燃过程煤炭氧化自燃过程 煤的氧化自燃过程一般可分为三个阶段，即潜伏阶段、自热阶段和燃烧阶段。如图5.3.2所示。温度()TbTc=70燃烧冷却风化0时间图5.3.2 煤炭自燃的三个阶段第五章

20、 矿井防灭火5.3.2 煤炭氧化自燃过程煤炭氧化自燃过程（1）潜伏阶段煤炭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，此时生成的热量很少，能及时散发掉。因此，煤体温度不会升高。但是，煤体的重量略有增加，而且煤体被活化，煤体的着火温度降低。人们通常将此阶段称为潜伏期。（2）自热阶段经过潜伏期，煤的氧化速度加快，如果氧化生成的热量来不及散发时，就会积热，煤体温度将逐渐升高。同时，煤体周围空气中氧的浓度降低，出现一氧化碳和二氧化碳。特别在这个阶段的后期，煤体周围会出现气温上升，产生雾气，并放出各种碳氢化合物，同时还出现特殊的气味（如煤油味、汽油味、松节油味及焦油味）。人们通常称此阶段为

21、自热期。（3）燃烧阶段经过自热期，若煤体温度继续升高，当达到某一数值临界温度T（一般为70100）时，煤体氧化速度急剧加快，产生大量的热能，使煤体温度迅速上升，当达到煤炭的着火温度时就开始进入燃烧阶段。在煤的燃烧阶段中，如果在达到临界温度之前，供氧减少，散热加快，则煤体增温过程可以终止，煤体逐渐冷却，并继续氧化成惰性的风化状态，如图5.3.2虚线部分所示。第五章 矿井防灭火 5.3.3 煤炭自燃的初期预兆煤炭自燃的初期预兆 （1）巷道内湿度增加，出现雾气、水珠。煤炭氧化初期生成水分，往往使巷道内湿度增加，出现雾气或在巷道壁上挂有水珠；浅部开采时，冬季在地面钻孔或塌陷处会发现冒出水蒸气或冰雪融化

22、现象。 （2）煤炭自燃放出焦油味。煤炭从“发烧”（自热）到自燃过程中，氧化时会产生多种碳氢化合物，并放出煤油味、汽油味、松节油味或焦油味等。当嗅到这些气味时，说明煤已燃到了一定程度。 （3）巷道内发热，气温升高。煤炭氧化自燃过程中要释放出大量热量。因此，从自然发火的地方流出的水和空气的温度比平时要高，这一现象人的皮肤可以直接感觉到。 （4）人有疲劳感。煤炭氧化自燃过程中，会放出有害气体，如二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等，这些有害气体会使人感到头痛、闷热、精神不振、不舒服，有疲劳感。尤其是多数人有同感时，应提高警惕，查明原因、以防矿井火灾的发生。第五章 矿井防灭火 5.3.3 煤炭自燃的初期预兆

23、煤炭自燃的初期预兆 为了尽早而准确可靠地发现井下自燃火灾。应及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，分析空气成分的变时在井下取空气样进行化验，分析空气成分的变化，如发现微量一氧化碳，且是持续存在的，其化，如发现微量一氧化碳，且是持续存在的，其浓度随时间逐渐增加，则可判定煤炭已自燃。浓度随时间逐渐增加，则可判定煤炭已自燃。 总结矿井煤炭自燃的征兆是：先来气（水蒸气）、总结矿井煤炭自燃的征兆是：先来气（水蒸气）、后来味（煤油味、汽油味和煤焦油味）；先发湿后来味（煤油味、汽油味和煤焦油味）；先发湿（水珠）、后发干（温度升高后水分被蒸发）；（水珠）、后发干（温度升高后水分

24、被蒸发）；不是着火，就是冒烟。不是着火，就是冒烟。第五章 矿井防灭火 5.3.4 煤炭自燃的易发地点煤炭自燃的易发地点 煤炭自然发火的地点很多，常见地点有：（1）断层附近；（2）采煤工作面的进、回风巷和切眼；（3）停采线附近；（4）遗留的煤柱；（5）破裂的煤壁；（6）煤巷的高冒处；（7）假顶工作面；（8）密闭墙内、溜煤眼；（9）联络巷；（10）浮煤堆积的地方。第五章 矿井防灭火 5.3.5 预防煤炭自燃的主要方法预防煤炭自燃的主要方法 （1）均压通风控制漏风供氧。均压通风是控制煤层开采中采空区等漏风的有效措施。要在保证冲淡甲烷气体、风速、气温和人均风量的要求下，全面施行区域性均压通风。其调压措

25、施包括单项调压和多项措施联合调压，具体实施中形成的工作面均压逐步扩大到邻近工作面采空区的区域性均压。 （2）喷浆堵漏钻孔灌浆。对煤层开采中的可疑地点或已出现隐患地点进行全封闭喷浆和打浅密集钻孔注浆，是防止自然发火的两个有效措施。 （3）注凝胶防灭火。采用注凝胶技术处理高温点或自然发火是煤层开采中防灭火的重点措施，其方法是将凝胶注入高温点或火点的周围煤体中。其作用是既可以封堵漏风风道，又可以吸热降温。第五章 矿井防灭火 5.3.6 预防煤炭自燃的主要措施预防煤炭自燃的主要措施 一、开拓开采技术措施 在矿井设计，建设初期就应注意选择合理的开拓系统和釆煤方法。从预防煤炭自燃的角度出发，对易自燃煤层开

26、拓开采方法的总的要求是煤炭回采率高，工作面推进速度快，尽量减少丢煤等。第五章 矿井防灭火 5.3.6 预防煤炭自燃的主要措施预防煤炭自燃的主要措施 （1）合理地进行巷道布置 对一些服务时间较长的巷道应尽量采用岩石巷道。 区段煤巷采用垂直重叠布置。 厚煤层分层开采时，分层区段平巷的布置过去有内错和外错两种形式，这两种布置方式都容易造成煤自燃。各分层巷道重叠布置，可以减小煤柱，甚至不留煤柱，从而消除了采空区浮煤自燃的基本条件。如图5.3.6.1所示。 采用无煤柱护巷方式图5.3.6.1 区段平巷布置示意图 第五章 矿井防灭火 5.3.6 预防煤炭自燃的主要措施预防煤炭自燃的主要措施 （2）坚持正规

27、开采和合理的开采顺序 开采工作要设法加快工作面推进速度，提高采煤机械化程度，采用一切可能的措施提高回采率，避免在采空区中留下任何不必要的煤柱。要按照合理的回采顺序进行开采，煤层间、区段间一般采用下行式，下山采区则采用上行式；区段内采用后退式，尽量避免形成孤岛工作面。 （3）减少煤体破碎第五章 矿井防灭火 5.3.6 预防煤炭自燃的主要措施预防煤炭自燃的主要措施 二、防止漏风 根据煤自燃必须满足的四个条件知道，如果能够杜绝或者减少向易自燃区域的漏风，使煤低温氧化过程得不到足够的氧量，那么在一定程度上就能够延长煤自燃发火期和防止煤自燃的发生。因此，防止漏风是防治煤自燃的重要措施之一。同时，在发火后

28、对火区进行封闭，也必须尽量减少向火区漏风，使火区惰化，尽快使火区的火窒息。第五章 矿井防灭火 矿井漏风方式可以分为外部（地面）漏风和内部漏风。 外部漏风相对比较简单，主要指矿井通风系统通过地面裂隙与地面大气相通而形成漏风。在抽出式矿井中，由于矿井内通风系统的风流绝对风压小于大气压，因此漏风风流由地面通过裂隙流向矿井通风系统。压入式通风则相反，该种通风方式矿井通风系统内的压力大于大气压，因此风流由矿井内部流向矿井外部。在外部漏风过程中，漏风通道一般都会经过煤体，这是因为煤相对与岩石来说更容易形成裂隙，并且形成一定的破碎状堆积。在漏风过程中，氧气沿着漏风通道持续不断地输送到破碎煤体中，从而易于引起

29、煤自燃发生。 第五章 矿井防灭火 内部漏风主要表现为对非需风地点的供风。矿井中的供风主要是为了满足工作面和掘进及其它硐室的需要，但是在风流流经矿井巷道时，如果巷道有裂隙，那么风流就会从裂隙处向煤体或者岩体内部扩散。如果这些裂隙发育同其它通风巷道相连通的话，并且这裂隙两端存在压差，那么就会形成一相对稳定的漏风风流，风流流经煤体就会持续为煤的氧化供给氧气。工作面处的漏风是内部漏风的主要表现形式。在单一煤层开采中，工作面向采空区漏风最为简单，如图5.3.6.2所示。图5.3.6.2 采空区漏风带（三带）示意图 第五章 矿井防灭火 采空区由于矿山压力大小不同和受压时间的长短不一样，而呈现出不同程度的压

30、实带。这些不同程度的压实带对煤自燃具有重要影响。采空区内遗留有大量的浮煤，存在煤自燃的先决条件。上图中在离工作面较近的区域I，其宽度大约520m，由于漏风量较大，将煤氧化产生的大部分或者全部热量带出煤体，因而该区域的煤不大可能发生自燃火灾；在区域III，由于矿山压力大，受压时间长，因此该区域被压实程度高，风流漏入该区域较难，煤氧化所需的氧量不能够充分满足，该区域自燃的可能性也不大。在区域II，由于压实程度适中，漏风风量即满足煤低温氧化需要，也不会带走大量煤氧化热量，因此该区域的浮煤容易发生自燃，该区域的宽度为2070m。这种将采空区按照煤自燃难易程度分为三个区域，一般称之为“采空区三带”，分别

31、为“散热带散热带”、“自燃带自燃带”和和“窒息带窒息带”。随着工作面的推进，采空区三带也在动态变化，当工作面的推进度较快，“自燃带”存在的时间就短，发火的危险性就小。第五章 矿井防灭火 三、均压防灭火 均压防灭火就是采用风窗、风机、连通管、调压气室等调压手段，改变通风系统内的压力分布，降低漏风通道两端的压差，减少漏风，从而达到抑制和熄灭火区的目的。均压作为一种“以风治火”的技术，方法简单，成本最低，控制火势的发展常常立竿见影，深受现场欢迎。第五章 矿井防灭火 根据煤矿井下煤炭自燃发火区域是否封闭，均压技术可分为开区均压开区均压和闭区均压闭区均压两种类型。 1、开区均压、开区均压 开区均压通常是

32、指在生产工作面建立的均压系统，其特点是在保证工作面所需通风风量的条件下，通过通风调节实施，尽量减少向采空区漏风，抑制煤的自燃，防止一氧化碳等有毒有害气体涌入工作面，从而保证正常生产的进行。漏风通道和工作面周围的通道可以形成多种风流流动方式（如并联、角联和复杂联等），开区均压也有几种不同类型。第五章 矿井防灭火 （1）调节风窗均压 适用于工作面采空区内形成的并联漏风方式。通常在工作面的回风巷内安设调节风窗，使工作面内的风流压力提高，以降低工作面与采空区的压差，从而减少采空区中气体涌出。适用于采空区内已有自燃迹象，并抑制采空区中的火灾气体（一氧化碳等）涌到工作面，威胁工作面的安全生产。安设调节风窗

33、后，通风巷道的压力如图5.3.6.3所示。 如图5.3.6.4所示 ，当在回风巷内34间安设调节风窗A以后，风窗前的压力升高，采空区与工作面的压差就降低，采空区内的气体就不易涌出。其降低值取决于可调节风门的风阻大小。使用此种方式进行均压时，应注意工作面风量满足规程的要求。图5.3.6.3 安设调节风门的巷道中的压力分布 调节风门A图5.3.6.4 调节风门均压 第五章 矿井防灭火 （2）局部通风机均压 有时为提高风路的压力，需在风路上安设带风门的风机（即辅助通风机），利用风机产生的增风作用，改变风路上的压力分布，达到均压的目的。如图5.3.6.5所示 。图5.3.6.5 局部通风机调压原理 第

34、五章 矿井防灭火 （3）调节风窗与局部通风机联合均压 工作面采空区内部的漏风通道有时是比较复杂的，当为相邻采空区时，还有外部漏风，这些最后都要经过经回采工作面上隅角排出。因此采空区的自燃征兆往往是从上隅角表现出来的。 调节风门与通风机联合均压常常采用工作面进风巷安设辅助通风机而回风巷安设调节风门的联合均压措施，如图5.3.6.6所示 。其中，C处安设了辅助通风机，能够有效增加该点至D点之间的风压；而D处安设了调节风门，使通风阻力增大，该点之后风压明显减少。这样能够实现C、D之间保持足够的风压，有效避免漏风进入工作面，为安全回采提供了安全保障。图5.3.6.6 风窗-风机联合增压调节 第五章 矿

35、井防灭火 枣庄柴里矿2342综放工作面采空区与2343采空区连为一体，采空区漏风压差较高，漏风通道较畅通。为使整个采空区处于均压状态，抑制火灾气体涌入2342综放工作面，阻断向采空区的漏风供氧，该矿决定采取综放工作面升压措施，均衡采空区主要漏风通道两端的压差。即在2342综放工作面采用风门与局部通风机联合的均压方法。在回风胶带运输机道建两道调节风门，在进风材料道建两道风门并安装了局部通风机向综放工作面压风。此时综放工作面进风量为568mmin，空气压力提高了200Pa，具体布置如图5.3.6.7所示 。采用了该方法后保证了该工作面的安全回采。外部漏风采空区局扇综放面图5.3.6.7 调节风门与

36、通风机联合均压 第五章 矿井防灭火 2、闭区均压、闭区均压所谓闭区均压，就是对已经封闭的区域进行均压，它一方面可以防止封闭区中的煤炭自燃，又可加速封闭火区的熄灭速度。常用的闭区均压技术措施有：并联风路与调节风门联合均压，调压风机与调节风门联合均压，连通管均压等方法。 （1）并联风路与调节风门联合均压）并联风路与调节风门联合均压如图5.3.6.8a所示，封闭区（F）进回风口5、8两点的压差过大，如压能图5.3.6.8b所示，漏风严重,以致有自然发火的危险。为了控制漏风采取了两项措施，如图5.3.6.9a所示， 取消了58上山内的两道密闭，使之成为与封闭区漏风并联的通道同时在8-9区段内构筑调节风

37、门A，将通过34上山的风量限制在最小的范围之内。如压能图5.3.6.9b所示。闭区进回风口5、8两点压差显著减小，漏风量降低，这样就消除了封闭区自然发火的危险。如果封闭的是个火区，当然也会加速火的熄灭。压能图压能图通风系统网络相对压能图，指各节点相对于基准面1（进风井口）的压能降低值（即通风阻力），节点赋于压能值的通风系统网络图，以压能为纵坐标，横坐标为无标量。图5.3.6.8 封闭区漏风及其压能示意图 a-5、8两点压差大造成封闭采空区（F）内漏风严重；b-封闭区（F）压能图 图5.3.6.9 并联风路与调节风门联合均压图a- 采取均压措施后6、7两点压差减小，封闭的采空区（F）漏风减少；b

38、- 采取均压措施后，封闭区（F）的压能图第五章 矿井防灭火 （2）调压风机与调节风门联合均压）调压风机与调节风门联合均压 如图5.3.6.10所示, 当上山58区段的风量不允许控制时，为实现对封闭的采空区（F）进行均压，可在封闭区的两端进回风口采取调压风机与调节风门联合组成均压硐室（图5.3.6.10a）的方法。启动通风机后，调节风门窗口的大小以消除原有密闭墙内外的压差，从而阻止了通过密闭墙的漏风。密闭内外压力的均衡，可由安设于调节风门之外的“U”形水柱计显示。这里应当注意，封闭区两侧的均压硐室是有区别的：进风侧是负压硐室，调压风机抽出式工作（图5.3.6.10b）；回风侧是正压硐室，调压风机

39、压入式工作（图5.3.6.10c）。图5.3.6.10是双侧均压，其实也可以构筑单侧均压硐室。这种均压方式用于已经封闭的火区，限于条件，无其它适当的均压方法时才考虑使用，因为通风机运行消耗电能、经济上很不合理。另外，一旦发生故障，通风机停止运行，均压作用消失，措施的可靠性较差，封闭区（F）的压能图与图5.3.6.9b完全相同。如果单独采用负压均压硐室，其压能图如图5.3.6.10d所示。单独采用正压均压硐室。其压能图如图5.3.6.10e所示。图5.3.6.10 a 在封闭区的进回风侧建立均压硐室A与Bb-负压均压硐室，c-正压均压硐室，d-负压均压硐室压能图，e-正压均压硐室压能图1-调节风

40、窗，2-均压风机，3-水柱计第五章 矿井防灭火 （3）连通管均压）连通管均压 如图5.3.6.11a所示，在可能发生煤炭自燃的封闭区（F）的回风侧密闭外面，再加筑一道密闭墙。然后，穿过外部密闭墙安设直径为300500mm的金属管路（1 、2）直通地面。在管路上安设调节阀门，或者在外部密闭墙上构筑风窗调节孔，以控制通过连接管的风量。使其阻力h1-2与进风1-2-5区段的阻力h1-5相等，则封闭区进回风两端（5、2）的压能一样而漏风消失。如果将连通管各作一条风流支路，按网路图展开如图5.3.6.11b所示，从此图上可见封闭区处于角联支路上，通过相邻支路风阻的调节不仅可以使其漏风风流停止流动，而且可

41、以根据需要调节其风流方向。所以，连通管均压措施实质上也是改变通风系统均压的一种方法，连通管均压的压能图如图5.3.6.11c所示。图5.3.6.11 连通管均压第五章 矿井防灭火 5.3.6 预防煤炭自燃的主要措施预防煤炭自燃的主要措施 四、预防性灌浆 预防性灌浆预防性灌浆就是将水和不燃性固体材料（粘土、粉煤灰等）按一定比例制成泥浆，利用矿井的高度差（静压）或者泥浆泵（动压）通过钻孔或管路送至可能发生自燃的地点，泥浆中的固体物沉淀下来，部分水则流到巷道中排出。泥浆的作用是：（1）将碎煤包裹起来，隔绝它与空气的接触；（2）固体物充填于浮煤和冒落的岩石缝隙之间形成再生顶板，从而增加严密性，减少漏风

42、，对于厚煤层开采，有利于下分层的开采；（3）对于已经自热的煤炭有冷却散热作用。 灌浆的效果及其经济性，在很大程度上决定于泥浆材料的选择、制备、输送和灌浆方法。第五章 矿井防灭火 五、阻化剂防灭火 阻化剂也称阻氧剂。将其溶液喷洒在采空区的煤壁或者煤块上，具有阻止煤的氧化和防止煤的自燃的作用，因此称为阻化剂。阻化剂包括如氯化钙（CaCl2）、氯化钠（NaCl）、氯化镁（MgCl2）、水玻璃（Na2SiO3）等无机盐类化合物。该项防灭火技术是在20世纪60年代初发展起来的，在国外和国内的一些矿井都进行了应用，取得了较好的效果。它是进行煤矿防灭火的一个重要手段之一。阻化剂防火由于技术工艺系统简单，设备

43、少，成本低，防火效果好等优点，在一些矿区得到了广泛应用。 六、惰性气体防灭火 可以被用作矿井防灭火的惰性气体主要有三种：二氧化碳（CO2）、燃烧产生的惰性气体和氮气（N2）。第五章 矿井防灭火 七、凝胶防灭火 胶体是指含分散颗粒的尺寸在1-100 nm（1nm=10-9m）的水溶液。凝胶是胶体的一种特殊存在形式，是介于固体与液体之间的一种特殊状态，为了封阻煤体中的裂隙或扑灭高位处的火灾，凝胶较其它防灭火介质具有优越性，近年来，凝胶作为一种新型的防灭火材料，在煤矿自燃火灾的防治中获得了较广泛的应用。凝胶易于将流动的水分子固定起来，胶体中90%左右是水，从而充分发挥了水的防灭火作用。成胶前液态的溶

44、液能渗入到煤体的裂隙和微小孔隙中，成胶后就堵塞了这些空隙和裂隙，与煤体一起形成一个凝胶整体，封堵煤的裂隙及采空区的漏风通道，使氧分子无法进入煤体的内部；同时胶体能在煤的表面形成一层保护凝胶层，隔绝煤氧结合。 凝胶通过钻孔或煤体裂隙进入高温区，部分水分迅速汽化，快速降低煤表面温度，残余固体形成隔离，阻碍煤氧接触而进一步氧化自燃。另一部分随着煤体的温度的升高，在不远处及煤体孔隙里形成胶体，包裹煤体，隔绝氧气，使煤氧化、放热反应终止。随着注胶过程的不断进行，成胶范围不断扩大，火势熄灭圈增大、直至整个火源熄灭。第五章 矿井防灭火 八、三相泡沫防灭火 防治煤炭自燃的三相泡沫由固态不燃物（粉煤灰、黄泥等）

45、、惰性气体（N2）和水三相防灭火介质组成。三相泡沫集固、液、气三相材料的防灭火性能于一体，利用粉煤灰或黄泥的覆盖性、氮气的窒息性和水的吸热降温性进行防灭火，大大提高了防灭火效率。三相泡沫发泡体积量大，单位体积的浆体材料成本低，具有较高的经济效益。 三相泡沫在采空区中可向高处堆积，对低、高处的浮煤都能覆盖，能够避免注入的浆体从底部流失；注入在采空区的氮气被封装在泡沫之中，能较长时间滞留在采空区中，充分发挥氮气的窒息防灭火功能。三相泡沫中含有粉煤灰或黄泥等固态物质，这些固态物质是三相泡沫面膜的一部分，可较长时间保持泡沫的稳定性，即使泡沫破碎了，具有一定粘度的粉煤灰或黄泥仍然可较均匀地覆盖在浮煤上，

46、可持久有效地阻碍煤对氧的吸附，防止煤的氧化，从而有效地防治煤炭自然发火，这是三相泡沫防灭火性能的优越性。第五章 矿井防灭火 5.4 矿井灭火矿井灭火 5.4.1 发生火灾时的行动原则发生火灾时的行动原则 在矿井巷道中发生的火灾通常是从某一点开始的。火灾在初始阶段的强度都相当小，这时的绝大多数火灾都可以被迅速扑灭。因此，火灾初期的积极灭火是极其重要的。否则，对发现或扑救不及时的可燃物充足的火灾有时仅仅数分钟就会发展成为一个很难或不可能扑灭的大火，最后只能封闭该着火区域。最先发觉火灾的人员，一定要根据火灾性质采用一切可能的方法，力争在火灾初起之时就把它扑灭，同时迅速向矿或项目部调度室报告火情。第五

47、章 矿井防灭火 5.4.1 发生火灾时的行动原则发生火灾时的行动原则 矿或项目部调度室接到报告后，应立即采取下述措施： （1）通知救护队； （2）组织临时救灾指挥部； （3）通知所有井下受火灾威胁的人员撤离危险区。第五章 矿井防灭火 5.4.1 发生火灾时的行动原则发生火灾时的行动原则 现场指挥人员要参照矿井灾害预防和处理计划规定，侦察火区、确定火源和火灾的性质与规模，组织力量积极救人灭火。即使是一次微小的火灾也不能麻痹大意。只有确信火已经完全扑灭，才能解除警报。任何犹豫与拖延都能给灭火带来困难和造成严重后果。 大多数外因火灾，只要能够及时采取有效措施，一般能够很快将火灾扑灭。这就需要强调火灾

48、探测在防灭火中的重要性，对工作人员进行良好的防灭火技术培训，有按高标准设计的防灭火系统和随时可使用的防灭火器材和设备。所有灭火器材应该放置在运输设备上，并置于所有可能发生火灾的危险性区域上侧。这些危险区域包括仓储区和安装有固定设备的地方（如机电设备、空气压缩机站和运输机的传动机箱等处）。第五章 矿井防灭火 5.4.1 发生火灾时的行动原则发生火灾时的行动原则 喷淋系统对于固定设备，仓库和运输设施发生火灾时的灭火是非常有效的。为了保证喷淋系统动作时的燃烧是发生在其周边很近的区域，喷淋系统是由热传感器来控制动作与否，而不是采用烟粒或者气体传感器。 在火灾中有电源，电线和各种用电设备的情况下，灭火时

49、就既不能使用水，也不能使用泡沫灭火剂，直到电源被完全切断后方可使用。二氧化碳灭火器和干粉灭火器可以用来灭电器类火灾和易燃油品火灾。 井下遇险人员应迎着新鲜风流选择安全避灾路线，有秩序地撤离危险区，同时注意风流方向的变化。如遇到烟雾有中毒危险时。应立即戴上自救器，尽快通过附近风门进入新鲜风流中。如确实无法撤退时，应进入避难硐室或构筑临时避难硐室等待救援。如该处有压气管路，应打开阀门或切断管路，放出压气维持呼吸。第五章 矿井防灭火 5.4.2 矿井灭火方法矿井灭火方法 一、直接灭火法 对刚发生的火灾或火势不大时，要根据矿井自身条件和火灾情况来确定具体灭火方法。直接灭火方法有： （1）用水灭火法。水

50、是一种简单易行、经济、有效、来源广泛的灭火材料。在井下凡能用水扑灭的火灾，应尽量用水灭火。这种方法适用于火势较小，范围不大，特别是处于发火初始阶段，风流畅通，巷道支护牢固，火源附近瓦斯浓度低于2%的地方。 （2）挖除火源。挖除火源就是将刚刚出现且范围小、人员可以接近的火源挖出、清除、运出井外。这是扑灭矿井火灾最彻底的方法。采用这种灭火方法时，应防止瓦斯聚积、超限，防止遗留那些已经发热但还没有明火出现的火源，注意洒水降温。要保证灭火人员的安全，组织好力量，尽量在最短的时间内完成。第五章 矿井防灭火一、直接灭火法 （3）砂子或岩粉灭火。把砂子或岩粉直接撒盖在燃烧物体上隔绝空气使火熄灭的灭火方法。通