1、礦井火災防治基礎(chǔ)理論礦井火災防治基礎(chǔ)理論 駱大勇駱大勇 郵箱：郵箱： 電話：電話：15823891927158238919272002年國有重點煤礦事故嚴重度的統(tǒng)計 瓦斯瓦斯 火災火災 水災水災第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、火災與礦井或煤田火災的概念一、火災與礦井或煤田火災的概念 在礦井或煤田范圍內(nèi)發(fā)生，威協(xié)安全生產(chǎn)、造成一定資源在礦井或煤田范圍內(nèi)發(fā)生，威協(xié)安全生產(chǎn)、造成一定資源和經(jīng)濟損失或者人員傷亡的燃燒事故，稱之為和經(jīng)濟損失或者人員傷亡的燃燒事故，稱之為礦井或煤田火礦井或煤田火災災。 二、礦井火災的類型及其特性二、礦井火災的類型及其特性 .按引火原因分類按引火原因分類 1)內(nèi)因內(nèi)因(自燃自燃

2、)火災；火災；2)外因火災外因火災 .消防分類消防分類 類火災固體可燃物質(zhì)類火災固體可燃物質(zhì) 類火災可燃液體類火災可燃液體 類火災可燃氣體類火災可燃氣體 類火災可燃金屬燃燒形成的火災類火災可燃金屬燃燒形成的火災一、物質(zhì)燃燒的充要條件一、物質(zhì)燃燒的充要條件 . .必要條件必要條件-可燃物、助燃物、高溫能量可燃物、助燃物、高溫能量 火源。火源。 . .充分條件充分條件-三個必要條件同時存在，互相作用；三個必要條件同時存在，互相作用；Q Q生生QQ散散 3. 3.煤礦常見的外因火源主要有以下幾種煤礦常見的外因火源主要有以下幾種： 1 1）電能熱源）電能熱源; ;）摩擦熱）摩擦熱; ;）放明炮、糊炮等

3、）放明炮、糊炮等;4;4）明火）明火（高溫焊碴、吸煙）。（高溫焊碴、吸煙）。第二節(jié)第二節(jié) 礦井外因火災及其預防礦井外因火災及其預防二、外因火災的預防二、外因火災的預防 1.1.我國的消防方針我國的消防方針-預防為主，消防結(jié)合預防為主，消防結(jié)合 2.2.防火對策防火對策 ）技術(shù)）技術(shù)(Engineering)(Engineering)對策對策 (1)(1)災前對策災前對策-防止起火、防止火災擴大防止起火、防止火災擴大 (2)(2)災后對策災后對策-報警、控制、滅火、避難報警、控制、滅火、避難 ）教育（）教育（EducationEducation）對策）對策-知識、技術(shù)、態(tài)度知識、技術(shù)、態(tài)度 ）管

4、理（）管理（EnforcementEnforcement）對策）對策-制定各種規(guī)程、規(guī)范和標制定各種規(guī)程、規(guī)范和標準，且強制性執(zhí)行。準，且強制性執(zhí)行。第二節(jié)第二節(jié) 礦井外因火災及其預防礦井外因火災及其預防三、預防外因火災的技術(shù)措施三、預防外因火災的技術(shù)措施 （一）防止火災產(chǎn)生（一）防止火災產(chǎn)生 1.1.防止失控的高溫熱源產(chǎn)生和存在。按防止失控的高溫熱源產(chǎn)生和存在。按煤礦安全規(guī)程煤礦安全規(guī)程及其執(zhí)行說明及其執(zhí)行說明要求嚴格對高溫熱源、明火和潛在的火源進行管理。要求嚴格對高溫熱源、明火和潛在的火源進行管理。2.2.盡量不用或少用可燃材料，不得不用時應與潛在熱源保持一定的安全盡量不用或少用可燃材料，

5、不得不用時應與潛在熱源保持一定的安全距離。距離。 3.3.防止產(chǎn)生機電火災。防止產(chǎn)生機電火災。4.4.防止摩擦引燃（）防止膠帶摩擦起火。（）防止摩擦引燃瓦斯。防止摩擦引燃（）防止膠帶摩擦起火。（）防止摩擦引燃瓦斯。5.5.防止高溫熱源和火花與可燃物相互作用。防止高溫熱源和火花與可燃物相互作用。第二節(jié)第二節(jié) 礦井外因火災及其預防礦井外因火災及其預防（二）防止火災蔓延的措施（二）防止火災蔓延的措施 1. 1.在適當?shù)奈恢媒ㄔ旆阑痖T，防止火災事故擴大。在適當?shù)奈恢媒ㄔ旆阑痖T，防止火災事故擴大。 2. 2.每個礦井地面和井下都必須設(shè)立消防材料庫。每個礦井地面和井下都必須設(shè)立消防材料庫。 3. 3.每一

6、礦井必須在地面設(shè)置消防水池，在井下設(shè)置消防每一礦井必須在地面設(shè)置消防水池，在井下設(shè)置消防管路系統(tǒng)。管路系統(tǒng)。 4. 4.主要通風機必須具有反風系統(tǒng)或設(shè)備，反風設(shè)施并保主要通風機必須具有反風系統(tǒng)或設(shè)備，反風設(shè)施并保持其狀態(tài)良好。持其狀態(tài)良好。第二節(jié)第二節(jié) 礦井外因火災及其預防礦井外因火災及其預防一、煤炭自然機理一、煤炭自然機理 1.1.黃鐵礦作用學說黃鐵礦作用學說 2.2.細菌作用學說細菌作用學說 3.3.酚基作用學說酚基作用學說 4.4.煤氧化合學說等煤氧化合學說等第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)二、自燃發(fā)火與自燃發(fā)火期二、自燃發(fā)火與自燃發(fā)火期 自燃發(fā)火：自燃發(fā)火：有自燃傾向

7、性的煤層被開采破碎后在常溫下與有自燃傾向性的煤層被開采破碎后在常溫下與空氣接觸發(fā)生氧化，產(chǎn)生熱量使其溫度升高，出現(xiàn)發(fā)火和空氣接觸發(fā)生氧化，產(chǎn)生熱量使其溫度升高，出現(xiàn)發(fā)火和冒煙的現(xiàn)象。冒煙的現(xiàn)象。 (1)(1)明火、冒煙、火炭；明火、冒煙、火炭；(2)T70(2)T70；(3)CO(3)CO、C C2 2H H4 4等超臨界等超臨界值并上升。值并上升。 自燃發(fā)火期：自燃發(fā)火期：從煤層被開采破碎接觸空氣之日起，至出現(xiàn)從煤層被開采破碎接觸空氣之日起，至出現(xiàn)自燃現(xiàn)象或溫度上升至燃點為止所經(jīng)歷時間。自燃現(xiàn)象或溫度上升至燃點為止所經(jīng)歷時間。第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)三、煤炭自條件三

8、、煤炭自條件 1.1.具有自燃傾向的煤被開采后呈破碎堆積狀態(tài)；具有自燃傾向的煤被開采后呈破碎堆積狀態(tài)； 2. 2.有較好的蓄熱條件；有較好的蓄熱條件； 3.3.有適量的通風供氧；有適量的通風供氧； 4.4.上述三條件共存的時間大于煤的自燃發(fā)火期。上述三條件共存的時間大于煤的自燃發(fā)火期。第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ) 四、影響煤炭自然發(fā)火的因素四、影響煤炭自然發(fā)火的因素 1.1.煤的自燃性能煤的自燃性能 1 1）煤的分子結(jié)構(gòu)）煤的分子結(jié)構(gòu) 2 2）煤化程度）煤化程度 3 3）煤巖成分）煤巖成分 4 4）煤中的瓦斯含量）煤中的瓦斯含量 5 5）水分）水分 6 6）煤中硫和其它礦

9、物質(zhì)含量）煤中硫和其它礦物質(zhì)含量第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)2.2.開采技術(shù)開采技術(shù) 礦井的開拓方式、采區(qū)巷道布置、回采方法和回采工藝、礦井的開拓方式、采區(qū)巷道布置、回采方法和回采工藝、通風系統(tǒng)和技術(shù)管理等開采技術(shù)和管理水平，對自然發(fā)火通風系統(tǒng)和技術(shù)管理等開采技術(shù)和管理水平，對自然發(fā)火起決定性影響。起決定性影響。 1 1）礦井開拓方式和采區(qū)巷道布置。）礦井開拓方式和采區(qū)巷道布置。 2 2）回采方法和回采工藝，但其決定的因素是回采率和工）回采方法和回采工藝，但其決定的因素是回采率和工作面推進速度。作面推進速度。第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)3.3.影響采

10、空區(qū)自燃的因素影響采空區(qū)自燃的因素 ）采空區(qū)三帶劃分）采空區(qū)三帶劃分 散熱帶散熱帶 ：L1=520m, ,由于自由堆積，空隙漏風大，由于自由堆積，空隙漏風大，Q Q生生QQQ散散 窒息（不自燃）帶窒息（不自燃）帶：漏風小，氧氣濃度低漏風小，氧氣濃度低L1L2W第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)劃分三帶的指標：劃分三帶的指標： 采空區(qū)漏風風速采空區(qū)漏風風速V V（V0.9m/sV0.9m/s為散熱帶；為散熱帶；0.9V0.02m/s0.9V0.02m/s為自燃帶；為自燃帶；V V0.02m/s0.02m/s為自窒息帶。）；為自窒息帶。）； 采空區(qū)氧濃度（采空區(qū)氧濃度（C C）分布

11、分布（認為（認為C C8%8%為窒息帶，為窒息帶，C8%C8%為為自燃帶）；自燃帶）； 采空區(qū)遺煤溫升速度采空區(qū)遺煤溫升速度（dtdt1/d1/d為自燃帶）。為自燃帶）。 第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)）采空區(qū)遺煤自燃的條件及其影響因素）采空區(qū)遺煤自燃的條件及其影響因素 設(shè)自燃帶的最大寬度為設(shè)自燃帶的最大寬度為L L1 1+L+L2 2，工作面的推進速度為工作面的推進速度為V V，自自然發(fā)火期為然發(fā)火期為S S，在自燃帶內(nèi)煤暴露于空氣的最長時間為在自燃帶內(nèi)煤暴露于空氣的最長時間為(月月) )，則，則(L(L1 1+L+L2 2) / V) / V 當當: :S S時，可能發(fā)

12、生自燃。時，可能發(fā)生自燃。第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ) 4. 4.漏風漏風 在煤炭氧化過程的熱平衡關(guān)系中，漏風起兩方面的作用：在煤炭氧化過程的熱平衡關(guān)系中，漏風起兩方面的作用：一是向煤提一是向煤提供氧化所必須的氧氣，供氧化所必須的氧氣，促進氧化發(fā)展；促進氧化發(fā)展；二是帶走氧化生成的熱量，降低二是帶走氧化生成的熱量，降低煤溫，抑制氧化過程發(fā)展。煤溫，抑制氧化過程發(fā)展。 蘇聯(lián)學者等研究表明，采空區(qū)及煤柱的漏風強度在蘇聯(lián)學者等研究表明，采空區(qū)及煤柱的漏風強度在0.10.10.24 0.24 m m3 3/(min.m/(min.m2 2) ) 時時容易自然發(fā)火容易自然發(fā)火。有的

13、作者認為不會導致自燃的極限風速低。有的作者認為不會導致自燃的極限風速低于于0.020.020.05 m0.05 m3 3/(min.m/(min.m2 2) )；封閉采空區(qū)密閉墻漏風壓差在；封閉采空區(qū)密閉墻漏風壓差在300Pa300Pa、漏風、漏風強度在強度在.02.021.2m1.2m3 3/(min.m/(min.m2 2) ) 時容易自然發(fā)火的。因此，有一定局限性時容易自然發(fā)火的。因此，有一定局限性。但對我們研究自燃問題是有參考價值的。把風速控制在易燃風速區(qū)之。但對我們研究自燃問題是有參考價值的。把風速控制在易燃風速區(qū)之外，是從通風的角度預防自然發(fā)火的原則。外，是從通風的角度預防自然發(fā)火

14、的原則。第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ) 5. 5.地質(zhì)因素地質(zhì)因素 ）傾角）傾角 ）煤層厚度）煤層厚度 ）地質(zhì)構(gòu)造）地質(zhì)構(gòu)造 ）開采深度）開采深度第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)五、煤的自燃過程及特點五、煤的自燃過程及特點1.1.潛伏（自燃準備）期潛伏（自燃準備）期：以物理吸附，煤溫開始升高，無宏觀現(xiàn)象。：以物理吸附，煤溫開始升高，無宏觀現(xiàn)象。. .自熱階段：自熱階段： 自熱過程是煤氧化反應自動加自熱過程是煤氧化反應自動加 速、氧化生成熱量逐漸積速、氧化生成熱量逐漸積 累、累、 溫度自動升高的過程。溫度自動升高的過程。. .自燃階段：自燃階段： 煤溫達到其

15、自燃點后，若能得煤溫達到其自燃點后，若能得 到充分的供氧（風），則發(fā)生到充分的供氧（風），則發(fā)生 燃燒，出現(xiàn)明火。燃燒，出現(xiàn)明火。4.4.熄滅：熄滅：降到燃點以下。降到燃點以下。潛伏期潛伏期自熱期自熱期自熱期自熱期風化風化燃燒燃燒時間時間溫度溫度TC=70TB第三節(jié)第三節(jié) 煤炭自燃的理論基礎(chǔ)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、礦井外因火災預測一、礦井外因火災預測 礦井外因火災預測是，通過井巷中的可燃物和潛在火源礦井外因火災預測是，通過井巷中的可燃物和潛在火源分布調(diào)查，確定可能產(chǎn)生外因火災的空間位置，及其危險分布調(diào)查，確定可能產(chǎn)生外因火災的空間位置，及其危險性等級。性等級。二、礦井火災的預報二、礦井火災的預報

16、 根據(jù)火災發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，應用成熟的經(jīng)驗和先進的根據(jù)火災發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，應用成熟的經(jīng)驗和先進的科學技術(shù)手段，采集處于萌芽狀態(tài)的火災信息，進行邏輯科學技術(shù)手段，采集處于萌芽狀態(tài)的火災信息，進行邏輯推斷后給出火情報告。推斷后給出火情報告。第四節(jié)第四節(jié) 礦井火災預測和預報礦井火災預測和預報1.1.利用人體生理感覺預報自然發(fā)火利用人體生理感覺預報自然發(fā)火 ）嗅覺；）嗅覺； ）視覺；）視覺； ）感（觸）覺。）感（觸）覺。第四節(jié)第四節(jié) 礦井火災預測和預報礦井火災預測和預報2.2.氣體成分分析法氣體成分分析法 1 1）指標氣體及其臨界指標）指標氣體及其臨界指標 能反映煤炭自熱或可燃物燃燒初期階段特征的、

17、并可用來作為火災能反映煤炭自熱或可燃物燃燒初期階段特征的、并可用來作為火災早期預報的氣體叫早期預報的氣體叫指標氣體指標氣體。 2 2）常用的指標氣體）常用的指標氣體 (1) (1)一氧化碳（）一氧化碳（） (2)Graham (2)Graham系數(shù)系數(shù)I ICOCO (3) (3)乙烯乙烯 (4) (4)其它指標氣體其它指標氣體第四節(jié)第四節(jié) 礦井火災預測和預報礦井火災預測和預報第五節(jié)第五節(jié) 開采技術(shù)防火措施開采技術(shù)防火措施一、礦井自燃火源的分布規(guī)律一、礦井自燃火源的分布規(guī)律 1. 1.采空區(qū)采空區(qū) 2. 2.煤柱煤柱 3. 3.巷道頂煤巷道頂煤 4. 4.斷層和地質(zhì)構(gòu)造附近斷層和地質(zhì)構(gòu)造附近二

18、、開拓開采技術(shù)防火措施二、開拓開采技術(shù)防火措施 1. 1.總體要求總體要求 (1) (1)提高回采率提高回采率 (2) (2)限制或阻止空氣流入疏松煤體，消除供氧限制或阻止空氣流入疏松煤體，消除供氧( (減少漏風減少漏風、減小壓差、減小壓差) ) (3) (3)漏風風速小于自燃風速漏風風速小于自燃風速第五節(jié)第五節(jié) 開采技術(shù)防火措施開采技術(shù)防火措施2.2.主要技術(shù)措施主要技術(shù)措施 1) 1)合理地進行巷道布置合理地進行巷道布置(1)(1)盡量巖巷，有利于均壓，盡量巖巷，有利于均壓，(2)(2)區(qū)段巷道分采分掘區(qū)段巷道分采分掘；(3)(3)無煤柱開采技術(shù)無煤柱開采技術(shù) 2) 2)選擇合理的采煤方法

19、和先進的回采工藝，提高回采率，加快回采進度。選擇合理的采煤方法和先進的回采工藝，提高回采率，加快回采進度。 3) 3)選擇合理的通風系統(tǒng)。選擇合理的通風系統(tǒng)。 4) 4)堅持自上而下的開采順序。堅持自上而下的開采順序。 5) 5)合理確定近距離相鄰煤層和厚煤層分層同采時兩工作面之間的錯距，防合理確定近距離相鄰煤層和厚煤層分層同采時兩工作面之間的錯距，防止上、下之間采空區(qū)連通。止上、下之間采空區(qū)連通。第五節(jié)第五節(jié) 開采技術(shù)防火措施開采技術(shù)防火措施第六節(jié)第六節(jié) 灌漿防滅火灌漿防滅火一、灌漿防滅火的機理灌漿防滅火的機理 1. 1.減少反應面，延緩氧化進程減少反應面，延緩氧化進程 ； 2. 2.吸熱降

20、溫；吸熱降溫； 3. 3.增加采空區(qū)的氣密性，減少漏風。增加采空區(qū)的氣密性，減少漏風。 二、漿液的制備二、漿液的制備( (一一) )漿液性能漿液性能 1.1.濃度（土水比）：固體漿材與水的比例，濃度過大，流動濃度（土水比）：固體漿材與水的比例，濃度過大，流動性差，漿液分布不均，且易堵管；濃度過小，包裹效果，對性差，漿液分布不均，且易堵管；濃度過小，包裹效果，對巖石的膠結(jié)和防漏風效果差。巖石的膠結(jié)和防漏風效果差。 2. 2.穩(wěn)定性：固體漿材在漿液中保持懸浮的特性。穩(wěn)定性：固體漿材在漿液中保持懸浮的特性。 3.3.滲透性：漿液在煤體裂隙和空隙內(nèi)的滲透能力。滲透性：漿液在煤體裂隙和空隙內(nèi)的滲透能力。

21、 4.4.粘性：流體抵抗變形的性質(zhì)。粘性：流體抵抗變形的性質(zhì)。 第六節(jié)第六節(jié) 灌漿防滅火灌漿防滅火(二二)漿材的選取要求漿材的選取要求 (1)不含或少含可燃和自燃物質(zhì)。不含或少含可燃和自燃物質(zhì)。 (2)不含催化物質(zhì)。不含催化物質(zhì)。 (3)粒度一舷不大于粒度一舷不大于2mm，而且細小顆粒應占大部分。對沾土，而且細小顆粒應占大部分。對沾土，d小于等小于等于于0.1mm的顆粒應占的顆粒應占6070；頁巖，；頁巖，d小于等于小于等于0.077mm者應占者應占7075%。 (4)相對密度一般要求為相對密度一般要求為2.52.6。 (5)膠體混合物濃度膠體混合物濃度2530。 (6)塑性指數(shù)塑性指數(shù)IP第

22、六節(jié)第六節(jié) 灌漿防滅火灌漿防滅火第六節(jié)第六節(jié) 灌漿防滅火灌漿防滅火( (二二) )漿材的選取要求漿材的選取要求 我國應用的漿材以黃土為主，對于缺土礦區(qū)已采用一些代用漿材，如四川蕪蓉杉木樹、中梁山和天府等煤礦應用粉碎的頁巖進行灌漿；南屯礦于1982年9月開始利用矸石制漿；江西萍鄉(xiāng)高坑礦自1979年用洗煤廠尾礦(含碳量12左右)加黃土(使得含碳量相對降低)作為酒漿材料；開灤趙各莊礦(1979年)、山東新汶張莊(1980年)和河南乎頂山十一礦利用電廠飛灰做防滅火灌漿和充填材料都收到了較好的效果。第六節(jié)第六節(jié) 灌漿防滅火灌漿防滅火四、灌漿滅火方法四、灌漿滅火方法 1.1.灌漿形式灌漿形式 1 1）采前

23、預灌）采前預灌 2 2）隨采隨灌）隨采隨灌 3 3）采后注漿）采后注漿第六節(jié)第六節(jié) 灌漿防滅火灌漿防滅火四、灌漿滅火方法四、灌漿滅火方法 2.2.灌漿方法灌漿方法 (1)(1)鉆孔灌漿鉆孔灌漿 (2) (2)埋管灌漿埋管灌漿 (3)(3)工作面灑漿工作面灑漿 (4) (4)綜采工作面插管灌漿綜采工作面插管灌漿 第六節(jié)第六節(jié) 灌漿防滅火灌漿防滅火從底板或鉆窩打鉆注漿第六節(jié)第六節(jié) 灌漿防滅火灌漿防滅火埋管注漿埋管注漿第七節(jié)第七節(jié) 阻化劑滅火阻化劑滅火一、概述一、概述 阻化劑：阻化劑：在化學上，凡是能減小化學反應速度的化學物質(zhì)在化學上，凡是能減小化學反應速度的化學物質(zhì)皆稱為阻化劑。也叫負催化劑或負觸

24、媒劑。皆稱為阻化劑。也叫負催化劑或負觸媒劑。 常用阻化劑：常用阻化劑：有機鹽類化合物，如氯化鈣、氯化鎂、氯化有機鹽類化合物，如氯化鈣、氯化鎂、氯化銨和水玻璃等。銨和水玻璃等。 應用：應用：阻化劑與水按一定的比例混合，形成一定濃度的溶阻化劑與水按一定的比例混合，形成一定濃度的溶液，利用設(shè)備噴灑在煤堆上、采空區(qū)或注入煤體內(nèi)，降低煤液，利用設(shè)備噴灑在煤堆上、采空區(qū)或注入煤體內(nèi)，降低煤炭氧化速度，延緩氧化進程，達到防滅火的目的。炭氧化速度，延緩氧化進程，達到防滅火的目的。第七節(jié)第七節(jié) 阻化劑滅火阻化劑滅火一、概述一、概述 國外：日本、美國、原蘇聯(lián)等國家在國外：日本、美國、原蘇聯(lián)等國家在6060年代開始

25、使用。年代開始使用。 優(yōu)點：防火設(shè)備和工藝簡單，初期投資少，不需要占大量優(yōu)點：防火設(shè)備和工藝簡單，初期投資少，不需要占大量農(nóng)田，適用于缺土少水的地區(qū)。農(nóng)田，適用于缺土少水的地區(qū)。 缺點：缺點：對采空區(qū)再生頂板的膠結(jié)作用不如泥漿好；對金屬對采空區(qū)再生頂板的膠結(jié)作用不如泥漿好；對金屬有一定的腐蝕作用，其阻化劑的壽命有待進一步提高。有一定的腐蝕作用，其阻化劑的壽命有待進一步提高。第七節(jié)第七節(jié) 阻化劑滅火阻化劑滅火二、滅火原理二、滅火原理 1. 1.增加煤在低溫時的化學惰性；增加煤在低溫時的化學惰性； 2.2.形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面；形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面； 3.3.充填煤柱內(nèi)部裂

26、隙；充填煤柱內(nèi)部裂隙； 4.4.增加煤體的蓄水能力；增加煤體的蓄水能力； 5.5.水分蒸發(fā)吸熱降溫。水分蒸發(fā)吸熱降溫。 實質(zhì)：實質(zhì)：降低煤在低溫時的氧化速度，延長煤的自然發(fā)火期。降低煤在低溫時的氧化速度，延長煤的自然發(fā)火期。第八節(jié)第八節(jié) 凝膠滅火凝膠滅火 一、凝膠滅火機理一、凝膠滅火機理 凝膠是由基料(硅酸鹽(水玻璃)十促凝劑(碳酸氫銨等鹽類)十水(90左右)組成。其基料和促凝劑都具有阻化作用，加之含有大量水分，在一定的壓力下，注入到高溫點周圍的煤體中。在成膠前凝膠易于流動，能夠滲透到煤體碎裂的內(nèi)部。既可起到阻止氧化作用，又可封堵漏風(裂隙)通道，防止漏風滲入；其內(nèi)固聚的大量水分，遇高溫受熱蒸

27、發(fā)，還可以起到吸熱降溫作用。第八節(jié)第八節(jié) 凝膠滅火凝膠滅火 二、凝膠材料二、凝膠材料 近年來國內(nèi)外應用凝膠的主體基料一般為液態(tài)水玻璃(俗稱泡花堿，化學分子式Na2OnSiO2，或Na2SiO2)；促凝劑是一種使水玻璃能快速生成Si(0H)4膠體，可供選擇物質(zhì)有稀鹽酸、稀硫酸、氯化銨、碳酸氫銨、硫酸銨、硫酸鋁等。第八節(jié)第八節(jié) 凝膠滅火凝膠滅火 三、凝膠性能指標三、凝膠性能指標 1)成膠時間 用于滅火和處理高溫點，成膠時間控制在噴出后3050 s較好；用于堵調(diào)防火，壓注碎裂煤體，要求有較強的滲透性，成膠時間控制在510 min為宜。 2)熱穩(wěn)定性 3)膠的強度第九節(jié)第九節(jié) 三相泡沫防滅火三相泡沫防

28、滅火 一、三相泡沫防滅火原理一、三相泡沫防滅火原理 三相泡沫是由氣、固、液相經(jīng)發(fā)泡而形成的具有一定分散體系的混合體，粉煤灰或黃泥漿注入氮氣發(fā)泡后形成三相泡沫，體積大幅增大，在采空區(qū)中可向高處堆積，對低、高處的浮煤均能省效地覆蓋；氮氣能有效地固封于三相泡沫之中并下落到火區(qū)底部，隨泡沫破滅而釋放出，充分發(fā)揮了氮氣的情化、抑爆作用。第九節(jié)第九節(jié) 三相泡沫防滅火三相泡沫防滅火二、三相泡沫的技術(shù)參數(shù)二、三相泡沫的技術(shù)參數(shù) 泥漿水土比：4:15:1 發(fā)泡劑量：0.20.5 發(fā)泡倍數(shù)：30倍 泡沫穩(wěn)定時間：8h36h第九節(jié)第九節(jié) 三相泡沫防滅火三相泡沫防滅火第九節(jié)第九節(jié) 三相泡沫防滅火三相泡沫防滅火三相泡沫

29、制作流程三相泡沫制作流程制漿站制漿站混合器混合器發(fā)泡器發(fā)泡器發(fā)泡劑發(fā)泡劑氮氣氮氣三相泡沫三相泡沫第九節(jié)第九節(jié) 三相泡沫防滅火三相泡沫防滅火實驗產(chǎn)生的三相泡沫實驗產(chǎn)生的三相泡沫第九節(jié)第九節(jié) 三相泡沫防滅火三相泡沫防滅火噴出的三相泡沫噴出的三相泡沫第九節(jié)第九節(jié) 三相泡沫防滅火三相泡沫防滅火三相泡沫有良好的堆積性能三相泡沫有良好的堆積性能 一、調(diào)壓設(shè)施均壓防滅火的原理一、調(diào)壓設(shè)施均壓防滅火的原理 1. 1.調(diào)節(jié)風窗調(diào)壓的原理調(diào)節(jié)風窗調(diào)壓的原理 實質(zhì)實質(zhì)：增阻減風，改變調(diào)壓風路上的壓力分布，達到調(diào)：增阻減風，改變調(diào)壓風路上的壓力分布，達到調(diào)壓目的。壓目的。 前提條件前提條件：本分支風量允許減少：本分支

30、風量允許減少ABABOababEL第十節(jié)第十節(jié) 均壓防滅火均壓防滅火2.2.風機調(diào)壓的原理風機調(diào)壓的原理實質(zhì)實質(zhì)：利用風機產(chǎn)生的增風增壓作用，改變風路上的壓：利用風機產(chǎn)生的增風增壓作用，改變風路上的壓力分布，達到調(diào)壓目的。力分布，達到調(diào)壓目的。前提：前提：以增加風量為前提。以增加風量為前提。 ABL1E第十節(jié)第十節(jié) 均壓防滅火均壓防滅火（三）風窗（三）風窗- -風機聯(lián)合調(diào)壓的原理風機聯(lián)合調(diào)壓的原理 . .風窗風機風窗風機增壓增壓調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) . .風窗風機聯(lián)合風窗風機聯(lián)合降壓降壓調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) hwHHhw風量不變風量減少第十節(jié)第十節(jié) 均壓防滅火均壓防滅火二、生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點的調(diào)壓處理二

31、、生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點的調(diào)壓處理 （一）采空區(qū)的漏風形式（一）采空區(qū)的漏風形式 1. 1.并聯(lián)漏風并聯(lián)漏風 2. 2.角聯(lián)漏風角聯(lián)漏風D漏風路線ABC123456第十節(jié)第十節(jié) 均壓防滅火均壓防滅火二、生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點的調(diào)壓處理二、生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點的調(diào)壓處理（二）調(diào)壓處理方法：（二）調(diào)壓處理方法： 1 1）當火源或高溫點處于自燃帶）當火源或高溫點處于自燃帶中后部（靠近窒息帶）時中后部（靠近窒息帶）時，則可用降低漏風壓差的方法，減小漏風帶寬度，使窒息，則可用降低漏風壓差的方法，減小漏風帶寬度，使窒息帶復蓋高溫點。帶復蓋高溫點。 2 2）高溫點位于自燃帶的

32、前部，可采用在工作面下端掛風簾）高溫點位于自燃帶的前部，可采用在工作面下端掛風簾的方法來減小火源所在區(qū)域內(nèi)的漏風，同時加快工作面的的方法來減小火源所在區(qū)域內(nèi)的漏風，同時加快工作面的推進速度，使窒息帶快速復蓋高溫點。推進速度，使窒息帶快速復蓋高溫點。第十節(jié)第十節(jié) 均壓防滅火均壓防滅火3)3)角聯(lián)漏風處理角聯(lián)漏風處理 (1) (1) 在風路中安裝風門和風機等調(diào)壓裝置，降低漏在風路中安裝風門和風機等調(diào)壓裝置，降低漏風源的壓能風源的壓能, , 提高漏風匯的壓能。提高漏風匯的壓能。 (2) (2) 改變相鄰支路的風阻比，使之保持。改變相鄰支路的風阻比，使之保持。2136547R25R23R37R57第十

33、節(jié)第十節(jié) 均壓防滅火均壓防滅火三、調(diào)壓氣室三、調(diào)壓氣室- -連通管調(diào)壓防滅火的原理與應用連通管調(diào)壓防滅火的原理與應用 K K1 1、K K2 2：密閉墻。密閉墻。F F1 1、F F2 2：輔助密閉墻。在密閉墻和輔助密輔助密閉墻。在密閉墻和輔助密閉墻形成的調(diào)壓氣室之間鋪一根金屬管。閉墻形成的調(diào)壓氣室之間鋪一根金屬管。火F2K2DK1F1CAB火F2K2K1F1AB第十節(jié)第十節(jié) 均壓防滅火均壓防滅火四、調(diào)整通風系統(tǒng)調(diào)節(jié)漏風壓差四、調(diào)整通風系統(tǒng)調(diào)節(jié)漏風壓差EDFABC采空區(qū)ADCB第十節(jié)第十節(jié) 均壓防滅火均壓防滅火一、氮氣防滅火一、氮氣防滅火 1. 1.氮氣防滅火原理氮氣防滅火原理 1)1)氮氣注

34、入采空區(qū)后具有降低氧濃度的作用；氮氣注入采空區(qū)后具有降低氧濃度的作用； 2)2)液氮滅火還具有冷卻降溫作用。在液氮滅火還具有冷卻降溫作用。在的環(huán)境溫度下，的環(huán)境溫度下，液氮的汽化熱為液氮的汽化熱為kJ/kgkJ/kg。直接用液氮注入火區(qū)時，液直接用液氮注入火區(qū)時，液氮氣化，吸收熱量，使火區(qū)氣體、煤層和圍巖的溫度降低，氮氣化，吸收熱量，使火區(qū)氣體、煤層和圍巖的溫度降低，火區(qū)冷卻會加速火源熄滅；火區(qū)冷卻會加速火源熄滅； 3)3)在封閉火區(qū)的過程中，氮氣注入火區(qū)后，兼有抑爆作用。在封閉火區(qū)的過程中，氮氣注入火區(qū)后，兼有抑爆作用。第十一節(jié)第十一節(jié) 惰氣防滅火惰氣防滅火 2. 2.氮氣制取氮氣制取 一是

35、深冷空分法一是深冷空分法99.9%99.9%；二是碳分子篩變壓吸附法；三是；二是碳分子篩變壓吸附法；三是膜分離法。膜分離法。 3 3. .生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火 向采空區(qū)注入氮氣要根據(jù)具體條件確定注氮制度。在有自向采空區(qū)注入氮氣要根據(jù)具體條件確定注氮制度。在有自燃早期預報時，一般應采用非連續(xù)注氮，以降低成本。并燃早期預報時，一般應采用非連續(xù)注氮，以降低成本。并根據(jù)高溫點的溫度或根據(jù)高溫點的溫度或COCO濃度大小選擇注氮強度、注氮口的濃度大小選擇注氮強度、注氮口的位置以及注氮時工作面風量選擇等。位置以及注氮時工作面風量選擇等。第十一節(jié)第十一節(jié) 惰氣防滅火惰氣防滅火4.4

36、.注氮處理封閉火區(qū)注氮處理封閉火區(qū)）向封閉火區(qū)注氮）向封閉火區(qū)注氮。有條件時注氮過程中逐漸縮封火區(qū)，以。有條件時注氮過程中逐漸縮封火區(qū)，以提高注氮效果。提高注氮效果。）定向注氮）定向注氮，目標惰化目標惰化。注氮時使氮氣流經(jīng)火源點，用氮氣。注氮時使氮氣流經(jīng)火源點，用氮氣流置換漏風氣流；或者用數(shù)個鉆孔能包圍火源點進行注氮流置換漏風氣流；或者用數(shù)個鉆孔能包圍火源點進行注氮，這就是目標惰化。，這就是目標惰化。3 3）提高注氮效果的途徑）提高注氮效果的途徑 適當增加密閉墻的氣密性，限制漏風適當增加密閉墻的氣密性，限制漏風量；增大注氮強度和保持注氮的連續(xù)性；選擇合適的注氮量；增大注氮強度和保持注氮的連續(xù)性

37、；選擇合適的注氮口位置。口位置。 第十一節(jié)第十一節(jié) 惰氣防滅火惰氣防滅火一、火災時期風流紊亂規(guī)律及防治一、火災時期風流紊亂規(guī)律及防治 1. 1.風流的紊亂形式風流的紊亂形式 ）旁側(cè)支路風流逆轉(zhuǎn)）旁側(cè)支路風流逆轉(zhuǎn)。當火勢發(fā)展到一定的程度時，通。當火勢發(fā)展到一定的程度時，通風網(wǎng)路中與火源所在排煙主干風路相連的某些旁側(cè)分支的風網(wǎng)路中與火源所在排煙主干風路相連的某些旁側(cè)分支的風流可能出現(xiàn)與正常風向相反的流動，在災變通風中把這風流可能出現(xiàn)與正常風向相反的流動，在災變通風中把這種現(xiàn)象叫做旁側(cè)支路風流的逆轉(zhuǎn)。種現(xiàn)象叫做旁側(cè)支路風流的逆轉(zhuǎn)。 ) )主干風路煙流逆退。主干風路煙流逆退。 ) ) 火煙滾退。火煙滾

38、退。第十二節(jié)第十二節(jié) 礦井火災時期通風礦井火災時期通風火火265D134火火25134煙煙火火25134旁側(cè)支路風流逆轉(zhuǎn)旁側(cè)支路風流逆轉(zhuǎn)主干風路煙流逆退主干風路煙流逆退火火新鮮風流新鮮風流火煙滾退火煙滾退第十二節(jié)第十二節(jié) 礦井火災時期通風礦井火災時期通風二、災變時期風流控制二、災變時期風流控制 1. 1.礦井發(fā)火時對通風制度的基體要求礦井發(fā)火時對通風制度的基體要求 ）保護災區(qū)和受威協(xié)區(qū)域的職工迅速撤至安全地區(qū)或井）保護災區(qū)和受威協(xié)區(qū)域的職工迅速撤至安全地區(qū)或井上；上； ）有利限制煙流在井巷中發(fā)生非控制性蔓延，防止火災）有利限制煙流在井巷中發(fā)生非控制性蔓延，防止火災范圍擴大范圍擴大 ）不得使火源

39、附近瓦斯聚積到爆炸濃度，不容許流過火）不得使火源附近瓦斯聚積到爆炸濃度，不容許流過火源的風流中瓦斯達到爆炸濃度，或使火源蔓延到有瓦斯爆炸源的風流中瓦斯達到爆炸濃度，或使火源蔓延到有瓦斯爆炸的地區(qū)；的地區(qū)； ）為救護創(chuàng)造條件。）為救護創(chuàng)造條件。第十二節(jié)第十二節(jié) 礦井火災時期通風礦井火災時期通風2 2、火災時常用的通風方法火災時常用的通風方法 1)1)維持正常通風維持正常通風-(1)-(1)火源位于采區(qū)內(nèi)部，火源位于采區(qū)內(nèi)部，(2)(2)網(wǎng)絡(luò)復雜的網(wǎng)絡(luò)復雜的高瓦斯；高瓦斯；(3)(3)獨頭巷道；獨頭巷道；(4)(4)采區(qū)或礦井采區(qū)或礦井 回風道；回風道；(5)(5)減少向減少向火源供風火源供風 2)2)停風機停風機-(1)-(1)進風井口，進風井口，(2)(2)獨頭巷道獨頭巷道CH4CH4濃度濃度 上限，上限，(3)(3)主通風機成為阻力主通風機成為阻力 3)3)反風反