七节矿井火灾课件.ppt

1、第五节 自燃火灾的预防n一、开拓开采技术措施n合理进行巷道布置n坚持正规地开采和合理的开采顺序 n减少煤体破碎 n二、防止漏风n沿空巷道挂帘布 n利用飞灰充填带隔绝采空区 n利用水砂充填带隔离采空区 n利用可塑性胶泥堵塞漏风 n采取“均压”措施，减少漏风 n避免过度抽放三、均压防灭火三、均压防灭火n均压防灭火是采用风窗、风机、连通管、调压气均压防灭火是采用风窗、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制和熄灭火区的目的。均压技术是

2、在20世纪50年代由波兰汉.贝斯特朗（H.Bystron）教授首先提出。n均压（均压（“以风治火以风治火”），简单，成本最低，控制），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。火势的发展常常立竿见影，深受现场欢迎。n根据煤矿井下煤炭自燃发火区域是否封闭，均压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和闭区均压两种类型。技术可分为开区均压和闭区均压两种类型。1、开区均压n开区均压通常是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

3、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。（1）调节风窗均压 n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。安设调节风窗后，通风巷道的压力如图所示。（1）调节风窗均压调 节风 门A1 2 3 A （2）局部通风机均压）局部通风机均压n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

4、作用，改变风路上的压力分布，达到均压的目的。下图为局部通风机调压原理（3）调节风窗与局部通风机联合均压）调节风窗与局部通风机联合均压n工作面采空区内部的漏风通道有时是比较复杂的，当相邻为采空区时，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。n调节风门与扇风机联合均压常常采用工作面进风巷安设扇风机而回风巷安设调节风门的联合均压措施。外部漏风采空区局扇综放面2、闭区均压、闭区均压n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。常用的闭区均压主要技术措施有：n并联风路与调节风门联合均压n调

5、压风机与调节风门联合均压n连通管均压四、预防性灌浆四、预防性灌浆预防性灌浆方法预防性灌浆方法n预防性灌浆按与回采的关系分采前预灌、随采随灌和采后封闭灌浆三种。n采前预灌是在工作面尚未回采前对其上部的采空区进行灌浆。这种灌浆方法适用于开采老窑多的易自燃、特厚煤层。n采后注浆是采空区封闭后，利用钻孔向工作面后部采空区内注浆。n随采随灌则是随着采煤工作面推进的同时向有发火危险的采空区灌浆，这是预防性灌浆采用的主要方法。随采随灌分为钻孔灌浆、埋管灌浆和洒浆三种方式。（1）钻孔灌浆）钻孔灌浆n从底板或钻窝打钻注浆（2）埋管注浆（3）工作面洒浆或插管灌浆）工作面洒浆或插管灌浆n从回风巷灌浆管上接出一段浆管

6、，沿倾斜方向向采空区均匀地洒一层泥浆。n洒浆量要充分，使采空区新冒落的矸石能均匀地为泥浆包围。洒浆通常作为埋管灌浆的一种补充措施，使整个采空区特别是下半段也能灌到足够的泥浆。n对综采工作面常采用插管灌浆的方式，即注浆主管路沿工作面倾斜铺设在支架的前连杆上，每隔20m左右预留一个三通接头，并分装分支软管和插管。将插管插入支架掩护梁后面的跨落岩石 五、阻化剂五、阻化剂n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

7、防灭火技术是在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，取得了很好的效果。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、氮气六、氮气n氮气n 在常温常压下，氮分子结构与化学性质非常稳定，很难与其它物质发生化学反应，它是一种良好的灭火用惰性气体。理论与实践表明，当氧含量降低到510时，可抑制煤的氧化自燃，而氧含量降低到3以下时，则可以使煤炭燃烧熄灭并阻止其复燃。氮气防灭火技术以氮气其特有的物理性质，丰富的氮气资源，简单的注氮工艺，使其成为自燃矿井不可或缺的防灭火技术。现场应用截至2004年7月

8、31日，制氮装置已累计向采空区注氮300 300 万m3（地面钻孔的注氮量，不包括井下密闭的）采空区的氧含量持续低于5 5 4778502147558033214945010715001890201656000200000400000600000800000100000012000001#3#4#5#6#12#13#钻孔编号注浆量/m3南四JXZD-700型制氮机 南二DM-600型制氮机制氮机组（1）氮气防灭火的优缺点）氮气防灭火的优缺点n氮气防灭火有以下优点：n注入氮气可使防治区域缺氧惰化，迅速灭火，并能为抢险救灾工作提供较安全可靠的环境。n可造成防治区域正压，能防止或杜绝新鲜空气流入，以

9、保持防治区域的氮气惰化度。n具有降温作用。氮气在管路中带压输送，在注氮口氮气膨胀吸热，可部分地吸收煤炭氧化生成的热量。n氮气比重和空气相近，易于和空气混合，氮分子能渗入采空区的所有地点，扩散半径大，惰化覆盖面广。n 注氮不污染防治区，无腐蚀或不损坏综采设备。（1）氮气防灭火的优缺点）氮气防灭火的优缺点注氮防灭火有以下缺点：n氮气在防治区滞留的时间不是太长，特别是存在漏风通道的情况下，氮气易遗失，不能像泥浆那样长期起到防灭火作用。n注氮能迅速遏制火灾，但灭火降温困难，使火区完全熄灭时间相当长。因此，注氮灭火的同时，要辅助其它灭火措施，处理残火，以防复燃。n氮气本身虽无毒，但具有窒息性，对人体有害

10、。井下作业场所所需氧含量下限值为19，所以有氮气泄漏的工作地点的氧含量不得低于19。（2）氮气的制取）氮气的制取n 氮气是空气中的主要成分，因此空气为氮气的制取提供了取之不尽、用之不竭的来源。矿井防灭火工作中所用的氮气，都是通过对空气中的气体成分进行分离而制取的。以往，它是制氧过程中的一种副产品，现在成为了主要生产目标。对空气进行分离而制取氮、氧的基本方法有深冷空分、变压吸附和膜分离方法三种工艺技术。（3）注氮工艺）注氮工艺n氮气防灭火技术的实质是向工作面采空区注入氮气，使采空区氧化自燃带惰化，使空气中氧气的体积浓度降至7以下；要将阴燃完全熄灭时，氧气浓度应该低于2。n般采取沿顺槽埋管方式进行

11、注氮防火。可在工作面进风顺槽外侧巷帮敷设无缝钢管，并埋入采空区内。如采空区埋管兼作灌浆管时，则该埋管分别通过三通与注氮、灌浆管相连，根据需要，通过埋管注氮或灌浆。n采空区埋管管路每隔一定距离预设氮气释放口，其位置应高于煤层底板2030cm，并采用石块或木垛加以妥善保护，以免孔口堵塞。n为控制注氮地点，提高注氮效果，可采用拉管移动式注氮方式，即采用回柱绞车将埋管向外牵引，埋管移动周期与工作面推进速度保持同步，使注氮孔始终在采空区氧化自燃带内注入氮气，据经验，埋管距工作面17m之内，采用回柱绞车能够牵移动埋管。（3）注氮工艺）注氮工艺n利用惰化火区的措施进行防灭火是非常有效的，也是很重要的一种防灭

12、火手段，特别是在火灾关键时候。但是，当火区的埋藏得比较深的时候，可以用惰性气体来控制住火势，但是很少能够将火区完全冷却，使火灾被彻底熄灭。因此，不恰当地停止注氮会使火灾快速发展并扩大范围。同样，在对内因火区注惰性气体时，应该持续注入惰性气体直至火区内的氧气浓度降低到2以下为止。第六节第六节 矿内灭火矿内灭火一、发生火灾时的行动原则一、发生火灾时的行动原则n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

13、，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，同时迅速向矿调度室报告火情。n矿调度室接到报告后，应立即采取下述措施：n1通知救护队；n2组织临时救灾指挥部；n3通知所有井下受火灾威胁的人员撤离危险区。二、直接灭火二、直接灭火n1、水灭火、水灭火n用水灭火，简单易行、经济、有效。水的主要作用是：n水有很大的吸热能力（1kg水汽化成蒸汽时能吸收2256.7J 的热量），能很快使物体冷却而停止燃烧；n水遇火（高温）能蒸发成大量水蒸气（1 kg水能生成1.7 m3升蒸汽），使燃烧物表面与空气隔绝，并能稀释空气中的氧浓度；n以强力水流喷

14、射火源能压灭燃烧物的火焰。n除了电器类火灾和易燃油类火灾外，水可用于绝大多数一般性火灾的灭火。2、泡沫灭火n泡沫灭火主要基于两个原理：一是水气化过程要从热源中带走大量的热；二是气化的水蒸汽不断积聚会形成具有隔离空气作用的屏障。当泡沫被加热到100时，泡沫会膨胀30。但是液态水蒸发变成水蒸汽时体积膨胀比是1700：1。假设泡沫中的空气与水的比为1000：1，那么当1000升这样的泡沫蒸发后，就会变成1300升的空气（膨胀率30%）加上1700升的水蒸汽，也就是3000升的混合气体。空气原来还有体积比为21的氧气量，那么随着与产生的水蒸气的混合，氧气浓度下降为：%1.93000130021三相泡沫

15、特点n可向采空区高处堆积n水浆成为泡沫，可避免浆体的流失n粉煤灰或黄泥固体颗粒的分布更为均匀，提高了防灭火的有效性n氮气被封装在泡沫之中，能较长时间滞留在采空区中n泡沫堆积没有安全隐患，即不会发生溃浆三相泡沫制作流程制浆站制浆站混合器混合器发泡器发泡器发泡剂发泡剂氮气氮气三相泡沫三相泡沫实验产生的三相泡沫喷出的三相泡沫三相泡沫有良好的堆积性能3、水淹灭火、水淹灭火n在两种情况下可以采用水淹的方法来熄灭火灾。第一，如果火源及其影响区域位于目前工作区域的标高位置以下。第二，某些通往火区的巷道处于较低的水平，水淹这些巷道是为了防止这些巷道火区供风。4、挖除火源、挖除火源n 如果知道火源位置离巷道壁在

16、几米范围内的话，那么就可以将高温点直接挖掉并冷却。5、注浆灭火、注浆灭火n在矿井井下的采空区或巷道煤壁内发现煤炭自然发火，采用打钻注浆灭火是最常用的技术之一。井下打钻注浆具有施工方便、灵活、速度快，与工作面其它工序干扰小，容易准确地向火源打钻注浆，适应性强，注浆注水量大等优点。一旦准确发现火源，该项技术就非常有效。一般钻孔打到了火源位置，注浆后流出的水温都较高，表明浆水起到了降温的作用，火势就能够得到有效控制。六、惰性气体六、惰性气体n可以被用作矿井防灭火的惰性气体主要有nCO2n燃烧惰性气体n氮气 1、二氧化碳、二氧化碳n二氧化碳的密度相对于空气是1.52，利用其密度大的特点就可用来对付矿井

17、中发生在位置较低处的火灾。n二氧化碳作为惰性气体防灭火存在以下不足：n二氧化碳易溶于水。n生成一氧化碳。n使用成本。2、燃烧惰性气体、燃烧惰性气体n采用燃油燃烧的惰气灭火。n目前，国内外矿山救护队一般装备有用燃油燃烧的惰气发生装置。惰气发生装置的特点是产生的惰气量大，如燃烧煤油的喷气式发动机，当燃烧速率为0.7 kg/s 时，会产生30 m3/s的惰性烟气。为使惰气装置灭火性能更优，需用水对烟气进行冷却处理，经冷却的湿式惰气注入火区，可快速控制火势、窒息火区。三、风流控制与隔绝灭火三、风流控制与隔绝灭火第七节第七节 火区管理与启封火区管理与启封 火区内的火不可能立即或在短时间内彻底熄灭，有的火

18、区会存在很长时间，甚至几十年，有时还会越出密闭墙或窜出煤柱，再次造成火灾。因此，封闭火区之后，必须加强火区的管理，抑制火区扩大。一、建立健全火区的管理卡片制度一、建立健全火区的管理卡片制度 每一个火区的确切位置都要及时标注到矿井火区位置关系图上，并标明火源位置，防火墙的类型、位置与编号以及火区外围风流等内容。每一个火区都要建立火区管理卡片，标明火灾发生的时间及性质，火区的地质、采矿情况。火区范围及已采取的灭火措施等。二、二、密闭墙的管理密闭墙的管理 对井下永久密闭墙的管理，应做到下列几点：n 1、每个防火墙附近必须没置栅栏和警标，禁止人员入内，并悬挂木牌，记明密闭墙内外的气体成分、温度、空气压

19、差，测定日期和测定人姓名。n 2、密闭墙内的气体成分和空气温度应定期测定和分析。n 3、密闭墙外的空气温度、瓦斯、墙内外的空气压差及密闭墙本身的严密性都每天必须检查一次。发现急剧变化时，每班至少检查一次。n 4、所有测定和检查结果，都必须记入防火记录簿。一旦发现封闭不严或有其它缺陷及火区内有异常变化时，应及时采取措施。三、火区启封三、火区启封1、火区熄灭的条件 （1）火区的空气温度下降到30以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。（2）火区内空气中的氧气浓度降到5.0以下。（3）火区内空气中不含乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0.001以下。（4）火区的出水温度低于2

20、5，或与火灾发生前该区的日常水温相同。上述四项指标持续稳定的时间在1个月以上。2、火区启封方法 经长期的火区气体与温度的观测，确认火区已经熄灭后，方准启封。启封前先要制定措施。启封火区的方法有两种：通风启封法和锁风启封法。注意：注意：无论采取哪一种方法启封，都必须随时观测火区内情况，如发现出现一氧化碳或有其它复燃可能现象时，必须立即停止通风，并重新封闭火区。同时，要事先准备好直接灭火的工具和材料，以防火灾复燃。n 思考题：思考题：n一、矿井火灾的定义及危害一、矿井火灾的定义及危害n二、矿井火灾发生的条件二、矿井火灾发生的条件n三、三、矿井火灾的分类矿井火灾的分类n四、外因火灾的预防措施四、外因火灾的预防措施n五、煤层自燃过程的三个必然因素五、煤层自燃过程的三个必然因素n六、煤层自燃过程分期性六、煤层自燃过程分期性n七、煤层自燃的易发地点，预防措施七、煤层自燃的易发地点，预防措施n八、矿井灭火技术八、矿井灭火技术九、如何管好永久封闭墙？九、如何管好永久封闭墙？十、在什么条件下才能认为火区已十、在什么条件下才能认为火区已经熄灭？经熄灭？十一、如何启封火区？讲 课 结 束 谢 谢 大 家！