第三章礦井內因火災的防治1內因火災發生的條件

①具有自燃傾向性的煤呈破碎狀態并集中堆積存在；

②通

風

供

氧；

③蓄熱

環

境；

④維

持煤的氧化過程不斷發展的時間。

要形成自燃，以上四個條件缺一不可，若采取措施破壞其中一個或兩個，乃至全部條件，便可有效地防止自燃。2023/2/1

第三章礦井內因火災的防治1內因火災發生的條件

一、礦井自燃火源的分布規律根據統計分析，礦井自燃火源主要分布為：采空區、煤柱、斷層附近、煤巷高冒頂、煤巷巷幫、破碎帶、上下隅角、地質構造破碎帶和起采及停采線等地點。其中，自燃發火發生在采空區、巷道及其他地點的分別占60％、29％和11%。2023/2/1

第三章礦井內因火災的防治1內因火災發生的條件

(1)采空區。自燃火源主要分布在有碎煤堆積和漏風同時存在、且共存時間大于自然發火期的地方。從已發生自燃的火源分布來看，多煤層聯合開采和厚煤層分層開采時，采空區自燃火源多位于停采線和上、下順槽附近，即所謂的“兩道一線”，中厚煤層采空區的火源大多位于停采線和進風道。當采空區有裂隙與地表或其他風路相通時，在有碎煤存在的漏風路線上都有可能發火。

(2)煤柱。尺寸偏小、服務期較長、受采動壓力影響的煤柱，容易壓酥碎裂，其內部產生自燃火源。鶴崗新一礦在實行無煤柱開采前，煤柱火災占礦井總火災55.5％。2023/2/1

第三章礦井內因火災的防治1內因火災發生的條件

(3)巷道頂煤。采區石門、綜采放頂煤工作面沿底掘進的進回風巷等，巷道頂煤受壓時間長，壓酥破碎，風流滲透和擴散至內部(深處)，便會發熱自燃。綜采放頂煤開采時上下巷頂煤發火較嚴重。(4)斷層和地質構造附近。工作面搬家和不正常推進以及工作面過地質構造帶或破碎帶都是煤自燃發生頻率較高的區域。

2023/2/1

第三章礦井內因火災的防治2防止煤炭自燃的開采技術措施

合理的開拓系統與開采方法對于防止自燃火災起決定性的作用。對于自燃傾向性強、自燃火災嚴重的煤層，從防止自然發火角度出發，在開拓、開采方面要求以最小的煤層暴露面，最大的煤炭回采率，最快的回采速度，且易于隔絕的采空區。2023/2/1

第三章礦井內因火災的防治2防止煤炭自燃的開采技術措施

2.1

開拓開采技術防火要求

從防止礦井自燃發火的角度出發，開拓開采技術總的要求是：

①提高回采率，減少丟煤，即減少或消除自燃的物質基礎；

②限制或阻止空氣流入和滲透至疏松的煤體，消除自燃的供氧條件。對此，可從兩方面著手：一是消除漏風通道；二是減小漏風壓差；

③使流向可燃物質的漏風，在數量上限制在不燃風量之下，在時間上限制在自燃發火期以內。2023/2/1

開采自燃煤層，特別是自燃發火嚴重的厚煤層或近距離煤層群，運輸大巷和回風大巷，采區上、下山，集中運輸平巷和集中回風乎巷等服務時間較長的巷道，通常布置在煤層底扳巖石中，其距煤層的距離應根據巖性、礦山壓力等來決定。如果布置在煤層里，一是要留大量的護巷煤柱；二是煤層受到嚴重切割，開采后，煤柱受壓破裂，煤層與空氣接觸面增大，自然發火幾率增加。2.1合理的巷道布置系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

(1)采用巖石巷道

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.1合理的巷道布置系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

第三章礦井內因火災的防治2023/2/1

近水平或緩斜特厚煤層分層開采，區段巷道的布置過去有內錯和外錯兩種基本形式。這兩種布置方式對防止采空區浮煤自燃都有一些不利的因素。如圖3—2所示2.1合理的巷道布置系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

(2)區段煤巷采用垂直重疊布置

第三章礦井內因火災的防治2023/2/1而外錯式布置如圖3—3，則在下分層回采時煤巷頂煤冒落堆積也易于造成易燃帶2.1合理的巷道布置系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

(2)區段煤巷采用垂直重疊布置

第三章礦井內因火災的防治2023/2/1如果各分層巷道垂直重疊布置(圖3—4)，可以減小煤柱，甚至不留煤柱，也可消除了采空區浮煤自燃的基木條件。2.1合理的巷道布置系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

(2)區段煤巷采用垂直重疊布置

第三章礦井內因火災的防治2023/2/1在傾斜煤層單一長壁工作面，一般情況下部是上區段運輸巷和下區段回風巷同時掘進，而且兩巷之間還要開一些聯絡眼（圖3-5）：隨著工作面的推進，這些聯絡眼連同區段煤柱遺留在采空區內。2.1合理的巷道布置系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

(3)區段巷道分采分掘

第三章礦井內因火災的防治上下區段分采同掘

2023/2/12.1合理的巷道布置系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

(3)區段巷道分采分掘

第三章礦井內因火災的防治上下區段分采分掘

2023/2/12.1合理的巷道布置系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

(3)區段巷道分采分掘

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.2合理的采煤方法2防止煤炭自燃的開采技術措施

合理的采煤方法能夠提高礦井先天的抗自然發火能力。合理的采煤方法可以從以下幾方面來降低煤層自然發火：少丟煤或不丟煤；控制礦山壓力、減少煤拄破裂；避免上行回采，遵循先采上煤層，再采下煤層的正常回采順序。

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.2合理的采煤方法2防止煤炭自燃的開采技術措施

合理布置采區；回來時應盡量避免過分破碎煤體；加快工作面回來速度，使采空區自熱源難以形成，及時密閉已采區和廢棄的舊巷；注意選擇回采方向，不使采區回風巷過分受壓或長時間維護在煤柱里。

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.2合理的采煤方法2防止煤炭自燃的開采技術措施

按落煤技術方法，井下采煤有機械落煤、爆破落煤和水力落煤三種，前二者稱為旱采，后者稱為水采，我國水采礦井僅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者為主。壁式采煤法工作面長，一般100～200m，可以容納功率大，生產能力高的采煤機械，因而產量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30m，由于工作面短，頂板易維護，從而減少了支護費用，主要缺點是回采率低。

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.2合理的采煤方法2防止煤炭自燃的開采技術措施

合理采煤法也包括了合理的頂板管理方法。頂板巖性松軟、易冒頂、碎脹比大，采用全部陷落法管理頂板，對開采易自燃煤層防止自燃火災較好。因為充填密實，漏風擴展范圍小，采空區遺留浮煤與空氣接觸的時間短，難以形成自燃。相反，如果頂板巖層堅硬，冒落塊度大，采空區漏風擴展范圍大，與遺留浮煤長期接觸，易于造成自燃。

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.3控制礦山壓力、減少煤體破碎2防止煤炭自燃的開采技術措施

煤系地層巖石并非單一均質的，而是由固體、液體、氣體各種分子集團沉積而成。除此之外，還有各種形態和密度的網狀結構如節理、層理、裂隙等存，以致使之具有塊狀結構。

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.3控制礦山壓力、減少煤體破碎2防止煤炭自燃的開采技術措施

煤體破裂與自燃之間的聯系首先在于沿自然地質結構面產生大量裂隙，裂隙充滿煤粉與碎屑，又是空氣供給的通道，裂隙網互相連接，漏風風流通過，但風量過小不足以將氧化生成的熱量帶走，為此使出現熱量積蓄、煤的氧化過程加速、溫度上升的現象。煤體沿地質結構面碎裂成塊狀體對自燃的發生最為有利，因為這些面上原來就存在著大量細碎的煤體(如絲煤)或者黃鐵礦充填物。絲煤及黃鐵礦的自燃性能最強。破碎的煤塊在位移中相互摩擦而產生大量的煤粉與黃鐵礦粉末，尤其在空氣潮濕時，自燃可能性更大。

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.4合理的通風系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

第三章礦井內因火災的防治所謂合理的通風系統是指：礦井通風網絡結構簡單；風阻力適中（3KPa以下）；主扇與風網匹配；通風設施布置合理；通風壓力分布適宜。開采自燃煤層時，合理的通風系統可以大大減少或消除自然發火的供氧因素，無供氧蓄熱條件煤是不會發生自燃的。2023/2/12.4合理的通風系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

1）風網結構合理，主扇與風網匹配

從全礦井網絡結構來看，開采自燃煤層的大中型礦井，為了利于防火，一般都是以中央分列式和兩翼對角式通風，

采區都是分區通風，形成獨立的通風系統。

主扇與風網匹配是指在盡量降低井巷的通風阻力、擴大礦井等積孔的同時，主扇壓力應保持在0.9~3KPa之間。

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.4合理的通風系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

2）通風設施布置合理

通風設施布置合理主要指調節風門、風墻、風橋、風窗等通風構筑物及設施的位置恰當、布局合理。

風門、風墻及調節風窗在風路中的按設可使其前方壓力升高而后方壓力降低。

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.4合理的通風系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

第三章礦井內因火災的防治2）通風設施布置合理2023/2/12.4合理的通風系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

第三章礦井內因火災的防治2）通風設施布置合理2023/2/12.4合理的通風系統2防止煤炭自燃的開采技術措施

3)通風壓力分布合理

在一般情況下，大、中型礦井主壓力應保持在3kPa以下，而小型礦井主壓力應保持在0.7kPa以上。礦井的進風、用風、回風區段的阻力宜保持3:2:5的比例。如果回風區段的阻力占總阻力的50％以上時，則應采取減阻措施。

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12防止煤炭自燃的開采技術措施

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.5推廣無煤柱開采無煤柱開采，取消煤柱，消除了自然發火的根源，使浮煤自燃就無法進行。這是無煤柱開采能夠有助于防止自燃的關鍵所在。2防止煤炭自燃的開采技術措施

第三章礦井內因火災的防治2023/2/12.6堅持正常的回采順序2防止煤炭自燃的開采技術措施

第三章礦井內因火災的防治自上而下依次開采的順序上山采區正常的回采順序應該是先采上區段，后采下區段下山采區正常的回采順序應該是先采下區段，后采上區段2023/2/1

注漿防滅火技術就是將水與不燃性的固體材料按適當的配比，制成一定濃度的漿液，利用輸漿管道送至可能發生或已經發生自燃的地點，以防止發生自燃或撲滅火災的目的。漿液充填于碎煤或巖石縫隙之間，沉淀的固體物質可以充填裂隙并包裹浮煤，起到隔氧堵漏的作用；同時，泥漿對已經自熱的煤炭有冷卻散熱的作用。3預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治2023/2/1

3.1灌漿防滅火的機理

灌漿防滅火的作用是：（1）漿液充填煤巖裂隙及其孔隙的表面，增大氧氣擴散的阻力，減小煤與氧的接觸和反應面；（2）漿水浸潤煤體，增加煤的外在水分，吸熱冷卻煤巖；（3）加速采空區冒落煤巖的膠結，增加采空區的氣密性。

灌漿防火的實質是：抑制煤在低溫時的氧化速度，延長自然發火期。3預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治2023/2/1

灌漿系統由制漿、輸漿和灌漿三部分組成。3預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

1）漿液的制備對漿液性能的基本要求是：濃度適當，滲透能力強。在漿液中，固體漿材與水的(體積)比例稱之為漿液的(體積)濃度。用黃土做漿材時也叫土水比。濃度是影響灌漿質量、防火效果和經濟指標的重要參數。

滲透性取決于漿材粒度和漿液粘度。粒度和粘度小，則滲透能力就強。從滲透性這個角度來看，漿材的固體顆粒愈小愈好。2023/2/12）槳材必須滿足下列要求：

①不含可燃或助燃材料。

②粒度直徑不能大于2mm，細小粒子(粒度直徑小于1mm)要占75%

②主要物理性能指標：

相對密度2.4—2.8；塑性指數9~14；

膠體混合物25~30％，含砂量25~30％。

④易脫水又要具有一定的穩定性。⑤漿液滲透力強，收縮率小，來源廣泛，成本低。3預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治土壤塑性上限的質量濕度與下限濕度之差2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治某煤礦注漿材料物理指標2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治3）泥漿的制備工藝

泥漿制備可分為水力直接制漿和機械制漿兩種方法，前者是用高壓水槍直接沖刷地表或預先堆積的黃土成漿，經輸漿溝送達注漿管路。這種方式工序簡單，但漿液質量難以保證，因此一般采用機械制漿方法。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治3）泥漿的制備工藝

水力直接制漿

水力取土自然成漿的制備泥漿方法，是利用高壓水槍(壓力50一80kPa；流量85—266m3/h)直接沖刷地面表土成漿，經輸漿溝送往灌漿鉆孔或管路。這種制漿方法設備簡單，投資少、勞動強度低、工效高。在表土層較厚的礦區，灌漿點分散的礦井十分適用；其缺點是土水比難以控制，不能保證泥漿質量，防火效果差。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治3）泥漿的制備工藝

水力取土自然成漿地面灌漿站

2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治機械制漿

地面注漿站如下圖所示，用高壓水槍沖下泥漿流人集中漿溝，經過濾網過濾．除去雜物后流人泥漿攪拌池，經攪拌機攪拌．按一定的水土比成漿，然后輸人注漿管路，送至井下。或在取土場將黃土、黑粘土裝車．經輕便軌道輸送至泥漿攪拌油，機械攪拌成泥漿后經管路送至井下。3）泥漿的制備工藝

2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治圖人工或機械取土機械制漿系統圖1-v型礦車2-取土場3-窄軌鐵路4-棧橋5-攪拌池6-灌漿管7-泥漿溝8-貯土場9-絞車房10-水系房11-水管12-水槍2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治機械制漿的特點：可以形成集中灌漿系統，效率高，產量大，泥漿濃度容易控制。

3）泥漿的制備工藝

2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

4）泥漿的水土比

泥漿的水土比是反映泥漿濃度的指標，是指泥漿中水與土體積之比。水土比的大小影響著注漿的效果和泥漿的輸送。泥漿的水土比小、則泥漿濃度大，隔絕和包裹效果好，但流動性差，輸送困難，在輸漿倍數和管徑一定的條件下，泥漿輸送的沿程阻力大。泥漿在管道中的流速降低，泥漿中的固體顆粒容易沉降，造成堵管事故。水土比大，則輸送相同體積的土所用的水量大，包裹和隔絕效果不好。根據某煤礦的實際經驗，灌漿時泥漿的水土比為3：1~6：1，注漿時為3：1~15：1為宜。泥漿水土比通過測定泥漿相對密度的方法來確定。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

泥漿水土比與相對密度關系表水土比越大相對密度越小

4）泥漿的水土比2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治混合土泥漿相對密度與水土比關系曲線

4）泥漿的水土比2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

5）注漿量確定根據注漿的作用和目的，合理的注漿量應能夠使沉積的泥漿充填碎煤裂隙和包裹注漿區暴露的遺煤。注漿量受注漿形式、開采方法及地質條件等因素的影響，比如同樣的條件下，工作面注漿要比采后注漿用泥漿量要少。目前采空區的注漿量是依據注漿開采空間、采煤方法及地質情況來計算用土量。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治5）注漿量確定

用土量Qa的計算公式為：Qa=K·M·L·H·CM——煤層開采厚度，m；L——灌漿區的走向長度，m；H——灌漿區的傾斜長度，m；C——煤炭采出率，％；K——注漿系數即泥漿的固體材料體積與注漿區空間溶積之比，一般取0.03～0.15。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

用水量Qw的計算公式為：

Qw＝Kw·Qa·式中：Kw——考慮沖洗管路用水量時備用系數，一般為1.10～1.25；——水土比。5）注漿量確定2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

6）泥漿的輸送泥漿的輸送一般采用泥漿的靜壓力作為輸送動力，制成的泥漿由地面注漿站經過注漿主管到支管送到用漿地點。注漿管道根據注漿壓力的大小選取，壓力小于1.6MPa時，可選取普通水管；壓力大于1.6MPa時，應選用無縫鋼管。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

6）泥漿的輸送式中d——灌漿管道內徑，m；Qh——小時灌漿量，m3／h；

V——管內泥漿的實際流速，m/s?，F場灌漿主管直徑一般為100～15mm，支管直徑為75～100mm，工作面膠管直徑為40～50mm，管壁厚度為4～6mm。管道內徑的計算：2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

6）泥漿的輸送從地面灌漿站到井下灌漿點的管線長度與垂高之比叫做泥漿的輸送倍線。

輸送倍線是表示灌漿系統的阻力與靜壓動力之間關系的參數，若其數值過大，則靜壓動力不足，泥漿輸送困難；若其數值過小，則泥漿出口的壓力過大，不利于漿液的均勻分布。一般來講，泥漿的輸送倍線最佳控制在5~6范圍內。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

6）泥漿的輸送泥漿的輸送倍線的計算公式為：式中

L——進漿管口至灌漿點的距離，m；

Z——進漿管口至灌漿點的垂高，m。

2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

7）預防性灌漿方法采前預灌；隨采隨灌；采后灌漿等預防性灌漿方法一般分為：2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

7）預防性灌漿方法采前預灌

所謂采前預灌即是在工作面尚未回采前對其上部的采空區進行灌漿。這種灌漿方法適用于開采老窯多的易自燃、特厚煤層。這種灌漿方法是針對開采煤層特厚，老空過多，極易自燃的礦區發展起來的。采前預灌漿的方法有：利用小窯灌漿、掘進消火道灌漿，后來發展到布置鉆孔灌漿。其目的是充填小窯老空，消滅老空蓄火、降溫、除塵、排出有害氣體、粘結碎煤、實現老空復采。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

7）預防性灌漿方法a采前預灌采前預灌是尚未回采先行灌漿。4.52023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

7）預防性灌漿方法

b隨采隨灌隨著回采工作面的推進，同時向采空區灌漿。其作用一是防止遺留在采空區內的浮煤自燃；二是膠結頂板冒落的矸石，形成再生頂板，為下分層開采創造條件。另外，它還具有防塵、降溫的作用。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

7）預防性灌漿方法

b隨采隨灌在采煤工作面推進的同時向采空區灌注泥漿。其形式又分為：鉆孔灌漿、小巷道鉆孔灌漿、埋管灌漿及灑漿等。隨采隨灌法灌漿，能及時將頂板冒落線后的采空區灌足泥漿，防火效果比較好。特別適用于發火期短的煤層。缺點是：管理不好會使運輸巷道積水，泥漿進入工作面等，惡化工作面環境，影響生產。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

7）預防性灌漿方法

b隨采隨灌2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

7）預防性灌漿方法

b采后灌漿2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

7）預防性灌漿方法

b采后灌漿2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

目前常用的灌漿方法

(1)鉆孔灌漿。在煤層底板的集中運輸巷或回風巷道或專門開掘的灌漿巷道內，每隔一定距離(10一15m)向來空區打鉆灌漿。鉆孔灌漿示意圖2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

目前常用的灌漿方法4.82023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

目前常用的灌漿方法

(2)埋管灌漿。把灌漿管鋪設在工作面的回風道內。工作面放頂前，在回風巷的灌漿支管上接一段預埋管道(10—15m)，預埋管和支管之間用高壓膠管連接。工作面放頂后始終保持預埋管壓在采空區內5—8m，預埋管用回柱絞車拉著外移。（優點是簡便，工作量??；缺點是漿液在采空區內流動情況難控制，灌漿效果差）2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

目前常用的灌漿方法

(3)工作面灑漿。為了保證灌漿質量，自然發火危險性較大的工作面應在埋管灌漿的同時還向采空區噴灑灌漿。其方法是，工作面放頂之前，從回風巷灌漿管上接出一根預埋注漿管，沿傾斜方向分段向冒落區里灑噴泥漿。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

目前常用的灌漿方法

(4)綜采工作面插管灌漿。方法是：注漿主管路沿工作面傾斜鋪設在支架的前連桿上，每隔20m左右預留一個三通接頭，并安裝分支軟管和插管。將插管插入支架掩護梁后面的垮落巖石內灌漿(見下圖)，插入深度應不小于0.5m。工作面每推進兩個循環，注漿一次。義馬千秋礦應用回風巷壓管灌漿與工作面插管灌漿相結合，收到了較好的效果。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

目前常用的灌漿方法綜放面插管灌漿2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治8)灌漿后的排水措施

加強灌漿管理對保證灌漿質量，提高灌漿效果至關重要。在灌漿時應注意下列事項：（1）經常觀察水情。采空區灌入水量與排出水量均應詳細記錄，若排出水量很少時，則表明灌漿區內可能有大量泥漿水積存，應停止灌漿，采取放水措施。若排出的水中泥砂量增大，則說明采空區中可能形成了泥漿通道，使泥漿不能均勻充填煤矸間空隙，而直接流到采空區下部被排出，此時應在泥漿中加入砂子和石灰填塞通道。（2）灌漿后應再灌幾分鐘清水，清洗管道，以免泥漿在管道內沉淀。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治8)灌漿后的排水措施（3）設置濾漿密閉。在灌漿區下部巷道中必須用濾漿密閉將灌漿區和工作區隔開，而且要求濾漿密閉有一定的強度，防止崩漿事故發生。（4）防止地表水流入井下。在煤層淺部灌漿時，要及時填塞地表塌陷坑及鉆孔，防止地表水流入井下。（5）灌漿區下部采掘。在灌漿區下部進行采掘前，必須對灌漿區進行檢查，一旦發現有積水，必須打鉆放水后，才能進行采掘工作。2023/2/13預防性灌漿

第三章礦井內因火災的防治

部分礦區對灌漿水的處理總結了八字措施：“探、放、排、引、堵、截、濾、泄”。探查灌漿積存水的位置、水量及水流方向；打鉆放水；利用水泵排出，由巷道水溝引至井底水倉；砌擋水墻堵水，暫時截流存儲，逐漸引放；構筑濾水密閉堵截泥砂，有時需要掘專用的泄水道泄除積水。2023/2/14阻化劑防火

第三章礦井內因火災的防治

1）阻化劑的基本概念阻化劑又稱阻氧劑，一些有機鹽類化合物，如氯化鈣(CaCl2·6H2O)、氯化鎂(MgCl2·6H2O)、氯化銨(NH4Cl)以及水玻璃(xNa20·ySi02)等溶液，以及某些工廠的廢液、副產品，如釀酒廠的廢液、造紙廠的廢液、煉鎂槽碴、化工廠硼酸廢液等，這些溶液噴灑在煤壁上，采空區或注入煤體內，具有阻止煤氧化，防止煤自燃的作用，稱之為阻化劑。2023/2/14阻化劑防火

第三章礦井內因火災的防治

2）阻化劑的發展史：

(1)日本

1968—1969年，在實驗室和現場做了大量的研究工作后認為：①表面活性劑濕潤煤的能力最大；②經表面活性劑處理后的煤樣吸氧量最少，較之在常溫下煤氧化生成的一氧化碳量少。這就說明用表面活性劑水溶液處理易于自燃的煤，可阻止其氧化，達到防止自燃的的目的。2023/2/14阻化劑防火

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(2)美國

1966年一篇專利報導，采用亞磷酸脂(含量50~80％)和二三烷基醌(含量15~50％)兩種藥劑混合阻止煤的氧化最為有效。

1969年美發明一種硬化阻化劑，它是由MgCl2、MgO和漿土組成，硬化劑液體的比重超過1.22，用高分散性的礦碴或其它增厚劑(能增加膠乳粘度的物質)做穩定劑。將此種溶液注入煤、巖層裂隙中能與煤、巖體很好的膠結、硬化固結，從而阻止空氣的漏入，阻止煤的氧化。

1975年美石膏公司發明一種阻止煤堆自然發火的噴涂式阻化劑，名叫Aertsol用天然石膏(CaSO4·2H2O)鍛燒除去結晶水后的粉狀物，試用是成功的。2023/2/14阻化劑防火

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(3)蘇聯

1960年來用碳酸氫鈣Ca(HCO3)2溶液處理煤堆后其發火期由1.5~2個月延長到12個月以上。

1961—1971年對無機鹽類如氯化鈣(CaCl2)、水玻璃(χNa2O·γSiO2)、氮化銨(NH4C1)、碳酸氫銨(NH4HCO3)、氫氧化鈣（Ca(OH)2)、氯化鈉（NaCl）等，有機物質如酚醛樹脂、聚氨樹脂、柏膠溶液、環氧樹脂、甲基纖維素、離于型表面活性劑進行了大量試驗工作。

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第三章礦井內因火災的防治國內撫順煤研所1974年以來也作了大量的實驗室與現場研究，他們在實驗室內建立了褐煤、煙煤、高硫煤的氧化阻化裝置，分別對各種阻化劑的阻化效果，各種煤經處理后的變化情況，以及阻化機理等問題作了很多工作。初步確定了我國不同煤種的新型阻化劑，并巴遼寧平莊，沈陽西礦區作了并下防火工業性試驗。1977年以來在撫順礦區、新題烏魯木齊、山東克州、棗莊等礦區利用阻化劑防火也取得較好的效果。目前甘肅河干該、陜西銅川、湖南楊梅山礦區一些易發火的高硫煤礦也在試用。2023/2/14阻化劑防火

第三章礦井內因火災的防治阻化劑防滅火機理是：

①增加煤在低溫時的化學惰性，或提高煤氧化的活化能，形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面；②充填煤柱內部裂隙；③增加煤體的蓄水能力；④水分蒸發吸熱降溫。實質是降低煤在低溫時的氧化速度，延長煤的自然發火期。2023/2/1

阻化劑兩個重要概念:

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煤樣在阻化處理前后放出的CO量的差值與未經阻化處理時放出為CO量之百分比稱為阻化率(E)，用公式表達如下：

阻化率愈大的阻化劑，其阻止煤炭氧化的能力愈強。式中E——阻化率，％；A——煤樣未經阻化處理在溫升試驗(100℃)中通入凈化干燥的空氣（160ml／min)

時放出的CO濃度，ppmB——煤樣經阻化處理后，在上述相同的條件下放出的CO濃度，ppm。

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阻化劑噴灑至煤體表面后，從開始有效到失效所經過的時間叫阻化劑壽命，單位為月。單位時間內阻化率下降值叫阻化劑的衰減速度，以V表示，單位為％／月。阻化劑的壽命可用下式表示：

阻化劑壽命是一個重要指標。阻化壽命可以通過二次或多次噴灑以及保持環境具有較高的濕度等措施來延長。

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第三章礦井內因火災的防治3）阻化藥劑的選擇阻化藥劑的選擇原則：阻化效果好；貨源充足；貯運方便；價格便宜。

常用的阻化劑有：CaCl2和MgCl2(鹵片)，其它如鋁廠的煉鎂槽渣，化工廠的MgCl2或H2BO3(硼酸)廢液，造紙廠的黑液，釀酒廠的廢液等也都具有一定的阻化效果，且兼有治理污染，變廢為利的作用。對高硫煤的阻化以水玻璃(xNa2O·ySiO2)最佳，Ca(OH)2次之。2023/2/14阻化劑防火

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藥液濃度

阻化劑的藥液濃度是使用阻化劑防火的一個重要參數，濃度大小既決定防火效果的好壞，又直接影響著噸煤成本。采用單一的CaCl2或MgCl2作為阻化劑，濃度為20%時，阻化劑阻化率較高，防火效果較好。所以，阻化劑的藥液濃度可控制在15%～20%之間，最低不要低于10%。實際應用中，還可以將阻化劑摻入泥漿，制成“阻化泥漿”，用于防滅火工作。例如，可在黃泥漿中摻入5％的CaCl2，由灌漿系統將其灌注到井下采空區等處。2023/2/14阻化劑防火

第三章礦井內因火災的防治4）阻化藥劑的使用參數

合理的藥液噴灑量取決于遺煤的吸藥量和丟失煤量。

藥液濃度：阻化劑的藥液濃度是使用阻化劑防火的一個重要參數，濃度大小既決定防火效果的好壞，又直接影響著噸煤成本。采用單一的CaCl2或MgCl2作為阻化劑，濃度為20%時，阻化劑阻化率較高，防火效果較好。所以，阻化劑的藥液濃度可控制在15%～20%之間，最低不要低于10%。實際應用中，還可以將阻化劑摻入泥漿，制成“阻化泥漿”，用于防滅火工作。例如，可在黃泥漿中摻入5％的CaCl2，由灌漿系統將其灌注到井下采空區等處。2023/2/14阻化劑防火

第三章礦井內因火災的防治4）阻化藥劑的使用參數在工作面采空區的上下出口、巷道煤柱破碎堆積帶等易發生自燃部位，需要噴灑藥量大，在計算藥液噴灑量時，應考慮一個加且系數。工作面一次噴灑藥液量可按下式計算：2023/2/14阻化劑防火

第三章礦井內因火災的防治4）阻化藥劑的使用參數T=K·A·D·L·H·S/R

式中:T―日噴霧量，t；R―霧化率，%；K―噸煤用液量，t/t；D―實體煤容重，t/m3；L―工作面長度，m；H―工作面采高，m；S―日進尺，m；A―丟煤率，％。

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遺煤吸收的藥液量取決于其粒度分布和阻化液的濃度。一般是在采空區分段(10~20m一段)采取遺煤樣(每段取4個)按粒度分級，選出4種不同粒度的煤樣(0.6mm以下；0.6~5mm;5~15mm;15mm以上)。然后分別與10％和20％濃度的阻化液試驗求出其吸液量。煤的粒度愈小，吸液量愈大；阻化劑溶液濃度大，煤的吸液量也略有增加。最后算出其平均吸液量。4）阻化藥劑的使用參數2023/2/1

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5）阻化劑防火工藝阻化防火的管路系統有：

臨時性、半永久性和永久性。臨時性管路系統其儲液池一般用礦車或專用的儲液箱做成，管路臨時鋪設；半永久性管路系統其儲液池一般建在在采區內，常用水泥料石砌筑；永久性管路系統其儲液池一般建在水平或地面，有固定的主線管路。

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5）阻化劑防火工藝應用阻化劑防火的主要工藝方式有：壓注阻化劑溶液、汽霧阻化、噴灑阻化劑溶液。壓注阻化劑為防止煤柱、工作面起采線、停采線等易燃地點發火，需要打鉆孔進行壓注阻化劑處理。應用阻化劑處理高溫點和滅火。首先打鉆測溫并圈定火區范圍，然后從火區邊緣開始向火源通過鉆孔壓注低濃度阻化劑水溶液，逐步逼近火源進行降溫處理。

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壓注工藝:阻化劑壓注工藝可分為短鉆孔注入和長鉆孔注入。短鉆孔注入適用于處理巷道周圍煤柱的自燃點。一般利用煤電鉆打孔，孔深2～3m，孔距2～3m，孔徑42mm，使用橡膠封孔器封孔，再用3D-5/40型泵壓注，以煤壁見液即可。長鉆孔注入適用于采空區和煤層回采前的防火處理。其方法是沿煤層向上或向下打鉆孔，布孔原則是盡可能煤體都能得到阻化處理。一般孔徑取50～75mm，孔深為三作面斜長的2／3，孔間距為15～20m。封孔后用壓力泵注入阻化液。2023/2/1

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汽霧阻化

汽霧阻化防火其實質就是將一定壓力下的阻化劑水溶液通過霧化器霧化成為阻化劑汽霧。汽霧發生器噴射出的微小霧?？蓪⒙╋L風流作為載體飄移到采空區漏風所到之處，從而達到防治采空區煤自燃的目的。2023/2/1

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汽霧阻化系統汽霧防火系統包括霧化器、霧化泵、儲液箱、過濾器、電器開關以及管路系統。管路系統由高壓膠管、球閥及接頭組成。霧化器是用于霧化阻化劑的裝置，其關鍵部位是噴嘴。霧化器的選擇主要依據霧化率的大小以及日處理煤量等因素。霧化泵的選擇參數主要有兩個，即流量和壓力。流量以霧化器流量和同時工作的霧化器個數為依據；壓力以霧化器達到最佳霧化效果為準則。一般霧化泵的流量應達到2.0m3/h以上。2023/2/1

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汽霧阻化注意事項:

向采空區噴送霧狀阻化劑之前，應進行采區內的阻力測定，確定其漏風量和漏風方向。為了減少噴射阻化劑對采空區空氣動力狀態的影響向，霧發生器引射的風量不應大于自然漏風量。2023/2/1

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汽霧阻化阻化劑防火工藝2023/2/1

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噴灑阻化劑

利用噴霧裝置將阻化液直接噴灑在煤的表面。這種方法簡單、靈活性強。適用于巷道、煤柱壁面、浮煤及分層工作面采空區的噴灑。常用3D-5/40型往復泵將阻化劑沿5cm直徑鐵管和2.5cm直徑膠管送往噴灑地點。2023/2/1

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采用噴灑工藝，要在采區內建立半永久性的儲濃池或專用礦車做成臨時性儲液池以構成噴灑系統。

噴灑阻化劑2023/2/1

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阻化劑防火技術工藝簡單，設備少，藥源廣，成本低，防火效果好等優點。特是對于缺土的礦區尤為適用。其缺點是：對采空區再生頂板的膠結作用不如泥漿好；對金屬有一定腐蝕作用，其阻化壽命低，阻化壽命率有待進一步提高。6)阻化劑防滅火的特點2023/2/15防治火災的均壓技術

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5.1均壓技術的基本知識它是由波蘭漢．貝斯特朗(H．Bystron)教授于五十年代提出的。所謂均壓是指均衡漏風通道進出口兩端的風壓以杜絕或減少漏風風量的措施，有人稱之為調壓。機理：均壓是建立在科學合理風網關系基礎上，在礦井主要通風機合理運行工況條件下，通過對井下風流的調整，改變有關巷道風壓分布，均衡火區或采空區進、回風的側的風壓差、減少和杜絕漏風，使火區內空氣不產生流動和交換。斷絕氧源，達到室息惰化火區或抑制煤炭自然發火。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.2均壓防滅火技術原理

均壓防滅火的實質是通過風量合理分配與調節，堵風防漏，管風防火，以風治火。通風壓力是使風流流動的動力，若有漏風風流存在，必有漏風風壓的作用。為了使經過易燃碎煤堆的漏風降低，必須對漏風風壓給以調節，從而減少漏風，以達到抑制，甚至撲滅煤炭自燃。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治漏風到生產系統主要通過4種途徑：

(1)經過進風側密閉；

(2)經過回風側密閉；

(3)經過火區下采煤工作面的采空區；

(4)經過地面裂縫。2023/2/15防治火災的均壓技術

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漏風到生產系統的特點：

(1)火區邊界不明確性和不閉合性；(2)火區回風側密閉多居礦井回風系統中和回風系統末端，火區內風壓直接受控于礦井通風系統總風壓的影響。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治防止向采空區、火區漏風具體做法是：1）降壓減風

降壓減風是改善礦井通風管網特性、調整礦井主要通風機工況，合理風壓分布，增進風網穩定性。實行低風壓、低風量供風、前提是提高礦井有效風量率和確定合理有效的有利于防滅火的供風標準。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治降壓減風的基本要求：

(1)合理選擇礦井主要通風機運行工況點，滿足礦井總風量和反風壓要求；

(2)抽出式通風礦井應降低進風段風壓。壓入式通風礦井應降低回風段風壓，達到減少通過火區或采空區的漏風；

(3)合理確定采、掘工作面供風標準；

(4)改造通風巷道、簡化通風系統；

(5)改革采煤方法，合理巷道布置，減少橫硐和不必要巷道的開掘。2023/2/15防治火災的均壓技術

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2）管風防火的基本要求：(1)科學的確定通風防滅火設施位置，克服因通風調節設施設置位置不當引發煤炭自燃；

(2)封閉廢棄巷道，簡化風網結構；

(3)調整局部區域風量分配，實現合理配風；

(4)修復巷道，消滅坍塌堵掩，擴大巷道斷面，減少通風阻力。2023/2/15防治火災的均壓技術

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3）堵風防漏

堵風防漏是用密閉或其他科學方法(均壓)堵絕向火區或采空區漏風。其基本要求：(1)封堵火區或采空區進回風側的通道；

(2)加固漏風密閉、提高密閉抗壓性和氣密性；

(3)填堵夯實地表裂縫、消除漏風通道；

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第三章礦井內因火災的防治(4)封堵廢棄觀察孔、灌漿孔；(5)密封通向火區或采空區的溜煤井、施工通道；(6)確定合理的巷道受護煤柱尺寸，防止礦壓壓碎破壞；(7)充填隔離水沙帶、泥漿隔離帶、石膏隔離帶等；(8)對已壓碎的煤柱裂縫實施灌注石膏漿或水泥漿。2023/2/15防治火災的均壓技術

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4）以風治火

以風治火是建立一個有利于通風防滅火的通風系統、均壓系統。為通風管理創造有利的先天條件。使火區或采空區周圍內外風壓差△h→0。防止采空區或火區內空氣流動，達到均壓防滅火目的。2023/2/15防治火災的均壓技術

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(1)通過設置調節風窗、調壓風機、調壓氣室、連通管等設施達到火區或采空區風壓平衡；

(2)通過調壓氣室和調壓風機取得動壓平衡。調壓風機的設置可以采用單臺或多臺串并聯方式；

(3)均壓通風方法可以采取單側均壓或雙側均壓和卸壓式均壓；其基本要求為：2023/2/15防治火災的均壓技術

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(4)火區下采煤工作面均壓。上部煤層火區產生的有害氣體通過裂縫滲漏到下部煤層開采工作面，威脅工作人員生命安全。為了確保安全生產，下部煤層采煤工作面需要實行均壓。方法有3種：①工作面調壓風機升壓；②調節風窗與礦井主要通風機總風壓升壓；③上部煤層火區連通管卸壓式減壓。(5)采區局部均壓(局部風壓升壓)。

基本要求為：2023/2/15防治火災的均壓技術

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六十年代，一些采煤技術發達的國家競相采用均壓技術，并多次獲得成功。在我國，最早試用均壓防滅火技術是在淮南、遼源、開灤等礦區。后來，在徐州、阜新、撫順、平莊、六枝、蕪蓉、大同、鶴崗等礦區逐漸推廣。在推廣中都有所創新，用于封閉區的均壓可防止遺煤自燃發火和加速火災的熄滅，用于開區的均壓可以抑制工作面后部采空區遺煤自燃的發展。同時又將均壓概念用于指導調整風流方向以消除火災氣體的威脅；也用于正確選擇通風系統，通風構筑物的位置等，同時還成功應用于控制瓦斯的涌出和處理積存的瓦斯。2023/2/15防治火災的均壓技術

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5.2均壓防滅火技術的分類1）開區均壓在生產工作面建立均壓系統，以減少向其后部采空區漏風，抑制遺煤自燃，防止CO等有害氣體超限聚積或向工作面涌出，從而保證工作面正常回采，稱之為開區均壓防火2）閉區均壓在有可能發生煤炭自燃而已封閉的區域采取均壓措施可以防止火災的發生，在已經因火災而封閉了的區域采取均壓措施可以加速火區的熄滅，前者稱閉區均壓防火，后者稱閉區均壓滅火。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治開區均壓系統有多種多樣，構成系統的具體措施要根據工作面的漏風形式而異。針對不同形式的漏風，實現開區均壓的關鍵是查清漏風通道、漏風范圍和降低或改變端點壓差。在日常工作中常見的長壁工作面漏風形式有如下幾種：2023/2/15防治火災的均壓技術

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1）后退式回采折返通風，采空區漏風與工作面風流形成的小并聯漏風系統，如右圖所示：2023/2/15防治火災的均壓技術

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2）分層同采上下分層工作面采空區漏風的角聯漏風系統，如右圖所示：2023/2/15防治火災的均壓技術

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3）分層開采下分層回采時，透過上分層采空區漏風形成的多并聯漏風系統，如右圖所示：2023/2/15防治火災的均壓技術

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5.3漏風通道的探測

實施均壓防滅火的關鍵是查清漏風通道和漏風量，為制定方案提供科學可靠依據。眾所周知，漏風火區或采空區的風量一般是極微小的，用一般的通風測定手段及儀表是很難測定出來，因此，查找漏風通道、漏風量變得十分復雜和困難。1974年美國首次采用示蹤氣體法檢測井下漏風，即將示蹤氣體SF6用之于煤礦井下。

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SF6是鹵素氣體，屬于多鹵化合物，化學性質穩定，電負性最強，幾乎每個分了都能捕獲電子，具有優良的電絕緣性能。是目前國際上公認的一種較為理想的示蹤劑。并已得到普遍應用，SF6的分子量力146.07，熔點-50.8℃.升華點-63.8℃

，密度6.16g/l。

SF6作為示蹤劑具有以下優點：2023/2/15防治火災的均壓技術

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(1)無色、無味、無毒，在空氣中不燃燒。對人體無刺激和神經系統紊亂作用，是人類生理上一種惰性氣體。

(2)性質穩定，在常溫下其惰性超過氮氣或其他稀有氣體。熱穩定性和光照下的穩定性也很高，可抗500~600℃高溫，紫外光照射下不分解，極難容于水，在25℃的水中其溶解度只有0.001cm3/cm3；因升華點為-63.8℃，氣態溫度較低，釋放時不受嚴寒、酷熱、刮風、下雨等各種氣候條件的影響、同時也不會發生沉降、撞并、凝結、淋洗變性等現象。2023/2/15防治火災的均壓技術

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(3)自然本底極低、對測定無干擾影響。對礦井含水砂巖天然吸附極其微少，甚至測不出來。在一般環境大氣中SF6含量約為1×1014~10-15(cm3／cm3體積比)以下．對民用煤煙氣和—些煙霧彈的煙氣無干擾組分。

(4)檢測靈敏度高，選擇性良好，分析程序敏捷。因其電負性最強，在電子捕獲檢測器內響應較高，檢測下限可達ppt數量級(1×10-12)，據國外文獻報道，檢測下限已達4×l0-18．這就為痕量的SF6氣體樣品的定量分析提供了理論基礎。

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(5)釋放操作簡單，易于控制勻速定量釋放。SF6出廠時是以液態盛于高壓鋼瓶內，在常溫下約為3MPa左右。接上減壓閥和流量計即可實現勻速定量釋放。由于其檢測度很高，因此每次釋放量并不大，一般釋放速率可以控制在0.2~0.5L／min，小范圍試驗每次用量只要幾升至數公斤，更大范圍的測試釋放可以大些。示蹤范圍變化大，最短距離不到1.0m，最遠距離可達到100km。

(6)采樣方便?？刹捎脤F6無吸附或吸附很弱的材料制成的采樣器采集釋放出的SF6氣體樣品。如不銹鋼真空罐、玻璃注射器、聚乙烯注射器、聚乙烯瓶、袋等。

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示蹤氣體現已成為煤礦井下檢測漏風通道、判斷漏風方向、確定漏風風量的可靠手段。

若井下為負壓漏風，沿途風流中的SF6示蹤氣體濃度逐漸下降，但通過井巷中的示蹤氣體總量不變。據此確定出與不同漏風方式相應的漏風檢測方法，計算出漏風量，從而找出礦井漏風分布規律。

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第三章礦井內因火災的防治釋放地點的選擇：(1)從采動后形成的地表裂縫釋放；(2)井下主要近風側密閉處釋放。在地向小存在采動別縫的情況廠，可選擇井下高位能點的密閉或采電區釋放?！愣噙x擇址風側主要漏風密閉釋放。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治釋放方法：釋放方法作常簡單．在裝有SF6的高壓氣瓶口處裝上卸壓閥和流量計，如果轉子流量計與被測介質的粘度、密度、溫度、壓力等諸參數勺標定介質不同時，應重新標定或修止、然后將瓶口對準地面裂縫或密閉裂縫，打開瓶口開關慢慢釋放。釋放SF6時應準確記錄釋放地點、標高、坐標、釋放時間(準確到分)、釋放地點的空氣位能、釋放量等數據2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治

4）接收地點井下火區或采空區的漏風風流都是由高壓側向低壓側流動。因此選擇接收地點時必須遵循這一規律。首先應根據預定測試范圍在回風側選取受礦井通風風壓控制的那些地點。其次是考慮進風側如有明顯漏風的或與其他進風側密閉相比能位較低的點布置接收點。接收點數量要選擇合理。布置的多了浪費了人力和物力；布置的少了則影響測試的推確性和防火火方案的預期效果。2023/2/1

5）采樣方式與方法5防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治A用不銹鋼采樣罐采樣，主要地于采取積分樣品；B小型氣泵采樣；C聚乙烯瓶采樣；D玻璃注射器或聚乙烯注射器采樣2023/2/15.4采空區遺煤自燃5防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治采空區遺煤所處環境的變化將會引起浮煤自燃過程的動態變化。工作面正常推進時，采空區內沿空工作面各點遺煤厚度、礦山壓力的作用程度、遺煤的松散程度、漏風強度都將發生變化，從而影響遺煤蓄熱、放熱環境變化。生產工作面的采空區隨著工作面的推進在不斷地增大和變化，故工作面推進速度對遺煤自燃環境影響很大。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治按照煤氧化合理論，煤炭自燃必要且充分條件是：①煤炭本身具有自燃傾向性；②有連續的供氧條件；③有積聚氧化熱的儲存環境；④上述三個條件共存時間大于其最小自然發火期?？梢姡哼B續供氧的條件是引起煤炭自燃的主要方面，它是使煤不斷氧化從而使其溫度遞增的主要因素。5.4采空區遺煤自燃2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治一般來說，采空區漏風與工作面的距離有關。據波蘭研究，在全部垮落法管理頂板的回采工作面采空區可以按煤的自燃情況劃分三個帶：第Ⅰ帶——中性帶或稱不自燃帶。在這個區域內雖然有形成自然發火浮煤堆積條件，但是由于靠近工作面開采空間，頂板冒落的巖石處于松散堆積狀態，空隙多且大，漏風強度大，無聚熱條件。自燃寬度在工作面中心計算約為5m左右。5.4采空區遺煤自燃2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治采空區漏風形式的三帶分布5.4采空區遺煤自燃2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.4采空區遺煤自燃第Ⅱ帶——自燃帶。由中性帶向采空區內部延伸約25—60m的空間，因為冒落巖塊逐漸壓實，風阻增大，漏風強度減弱，風流呈層流流動，浮煤氧化生熱，熱量積聚，溫度上升．有可能導致自燃，所以稱之為自燃帶。自燃帶內最明顯的變化是一氧化碳濃度逐漸增大而氧氣濃度降低。自燃帶的寬度取決于工作面的風壓和采空區內的風阻，而決定風阻的則是冒落巖塊的壓實程度。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.4采空區遺煤自燃第Ⅲ帶——窒息帶。在此區域內冒落巖塊逐漸壓實，漏風風流基本消失，氧氣濃度較低，甚至可能達到失燃界限(氧氣濃度達5％一8%)。如果在自燃帶范圍內已經發展起來的煤自燃，在此帶內也會因缺氧而窒息。窒息帶內由于巖石導熱會使在自燃帶內生成的熱量逐漸消失而溫度下降。這三個帶的位置隨著工作而推進而前移。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治在這三個區域中，從防火角度來說，人們最感興趣的是自燃帶的特性參數。自燃帶的寬度越大，向前推移的速度越慢，越易發生自燃。所以，必須控制自燃帶的寬度?？刂谱匀紟挾鹊姆椒ㄒ皇窍虿煽諈^灌漿注水，充續冒落肝石間空隙，促進再生頂板形成，提高采空區的漏風風阻；二是降低工作面兩端的通風壓差減少通過采事區的漏風量；三是加快工作面的推進速度。5.4采空區遺煤自燃2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治根據均壓作用的機理及使用條件不同，均壓防滅火技術措施大體分為開區均壓和閉區均壓。

開區均壓措施：在確定采取何種均壓方式前，必須掌握以下幾個基本參數：①掌握火區或可能發火區周圍有關巷道的通風壓力和風量分布狀況，繪制出通風網絡圖或壓能圖。②找出通向火區或可能發火區的漏風通道，并確定主要漏風通道。這一工作必須下井實地調查，有條件時應用SF6示蹤氣體檢測。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施③對有關巷道內的通風設施(風門，調節風門，輔扇等)要有全面的了解。④找出確定作用于主要漏風通道上的自然風壓及火風壓大小的有關參數。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施1）調節風門均壓調節風門均壓是針對小并聯漏風系統而采取的一種均壓措施。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施1）調節風門均壓調節風門應設置兩道，相反閉鎖，風窗面積的計算公式為：2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施2）改變工作面通風系統“U”型通風系統2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施2）改變工作面通風系統“W”型通風系統2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施3）利用角聯支路風向可變的特性均壓

角聯支路風向的變化取決于相鄰支路的風阻比，針對采空區內存在的角聯漏風而造成浮煤自燃的現象，采取調整相鄰支路風阻，使角聯漏風停滯，達到來空區內部均壓，抑制自然現象的發展是最為簡便易行的。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施3）利用角聯支路風向可變的特性均壓兩工作面背向回采，采空區形成角聯漏風2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施4）調節風門與風機聯合均壓調節風門與風機聯合均壓2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施4）調節風門與風機聯合均壓采取風門與風機聯合均壓措施后，工作面局部區段(2—3)的絕對壓力提高，當它等于后部漏風源A、B處的絕對壓力時，就會阻止向采空區的漏風供氧，從而控制了自燃的發生。采用這種均壓措施時要注意一點，不能單純為了追求上隅角CO或其它自燃征兆全部消失而無限制地加大風機的能力，或縮小調節風門上的風窗面積。工作面局部區段風壓過大，會造成向采空區內部供風，后果將是相當危險的。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施4）風筒與風機聯合均壓

風筒與風機聯合均壓是針對厚煤層開采，回采下分層時，透過上分層采空區漏風形成的多并聯漏風系統而采取的一種均壓措施，實質是利用風機、風筒向工作面直接供風，從而減少下分層進、回巷道之間的壓差，以達到控制向上分層采空區漏風。如果在下分層的回風巷道中采取鋪設風簡與風機作抽出式工作，也起到相同的效果。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.5開區均壓措施的特點開區均壓防火的具體方法很多，這里不再一一介紹，它的主要優點是工藝簡單，效果明顯，而且在采取措施抑制自然發火的同時又能保證正常回采，但是實現開區均壓要求在通風技術管理上具有較高的水平和嚴格的制度，如不能摸清自燃火源的確切位置和工作面的通風系統而盲目的采取均壓措施，非但不能抑制自燃，反而可能造成相反的后果。2023/2/15防治火災的均壓技術

第三章礦井內因火災的防治5.6閉區均壓1）閉區均壓原理封閉區內的風流流動是屬于層流狀態的。層流狀態下風流流動的阻力定律如下式：1）閉區均壓原理式中——漏風通道兩端風壓差，PaQ——漏風風量，m3／s；

R——漏