矿井火灾防治第1章.ppt
2023/10/21,矿井火灾防治,主讲:余明高河南理工大学二 O 一二 年 七 月,2023/10/21,余明高 河南省特聘教授、博士(后)研究方向：火灾成灾机理及防治技术研究Tel:0391-3987915(o)Mobile:13333910808E-mail:,2023/10/21,学习的内容介绍,第一章 矿井火灾概述 第一节 概述 第二节 火灾发生的三要素 第三节 矿井火灾分类及其特征,第二章 煤自燃 第一节 煤自燃的学说第二节 煤的自燃发展过程第三节 煤的自燃倾向性鉴定方法与分类第四节 煤层自燃危险程度及自然发火期,第三章 矿井内因火灾的预防第一节 概述 第二节 防止煤炭自燃的开采技术措施第三节 预防性灌浆第四节 阻化剂防火第五节 防治火灾的均压技术,第四章 矿井外因火灾的预防 第一节 外因火灾预防方法和手段 第二节 外因火灾案例说明,第五章 矿井火灾的早期发现 第一节 早期预报外因火灾 第二节 早期预报内因火灾,第六章 火灾时期风流的紊乱及其防治第一节 火灾时期常见的风流紊乱形式第二节 火风压的生成与计算第三节 风流紊乱的原因及其防治第四节 主干风路火灾的控制第五节 矿井火灾时期风流紊乱实例,第七章 矿井灭火 第一节 直接灭火法 第二节 封闭火区与联合灭火法,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,在矿井或煤田范围内发生，威协安全生产、造成一定资源和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故，称之为矿井或煤田火灾。,1 概况,由于火失去控制后造成蔓延性的燃烧现象，这种燃烧现象称之为火灾。,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,图1.1 火灾三要素,1.1 火灾三要素,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.1.1 引火源：足以引起燃烧的热源。如矿井或地面火灾的引火源主要有：电气系统短路热源或火花、静电火花、摩擦热源或火花、人工热源等。,1.1.2 可燃物：燃烧过程中发生化学反应，维持燃烧过程，并释放出能量的物质。矿山经常遇到的可燃物有：胶带、油料、木材、编织物，炸药、煤尘、含硫矿物等。,1.1.3 助燃剂：燃烧过程中与可燃物发生化学反应，维持燃烧过程继续，但不产生能量的物质。矿山常见助燃剂有氧气和氯气。,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.2 矿井火灾发生有四个基本条件:具有一定能量的引火源；可供火灾继续的可燃物；可供火灾继续的助燃剂；,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.3 矿井火灾分类及特征,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.3 矿井火灾分类及特征,矿井火灾与分类,可燃气体发生的火灾。C类火灾不宜直接用水灭火，在扑灭c类火灾时，应该特别注意扑灭火灾与切断可燃物供给的途径，如果在没有切断可燃物时就使燃烧终止，是十分危险的。,在可燃金属中或表面发生的火灾。控制和扑灭D类火灾必须采用专门的技术和专用的灭火剂或灭火设备。,B 类火灾,D 类火灾,在易燃液体表面发生的火灾。如汽油、石油、溶剂与空气的接触面燃烧的火灾属于B类火灾。B类火灾燃烧不完全的烟流具有爆炸性，燃烧后留下残渣很少。,C 类火火,含碳固体可燃物的火灾。如木材、纸张、煤炭 等一些普通可燃物燃烧发生的火灾都属于A类火灾。A类火灾燃烧不完全的烟流具有爆炸性。该类火灾可燃物燃烧后留下的产物是灰或灰渣。,A 类火灾,按可燃物的性质,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.3 矿井火灾分类及特征,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.3 矿井火灾分类及特征,矿井火灾与分类,发生在进风并、进风大巷或采区进风风路内的火灾，称为进风流火灾。,下行风流火灾,下行风流是招沿着倾斜或垂宣并巷、回采工作面如进风并、进风下山以及下行通风的工作面)自上而T流动的风流，即风流由标高的高点向低点流动。发生在这种风流中的火灾，称为下行风流火灾。在下行风流中发生火灾时，火风压的作用方向与矿井主扇风压的作用方向相反。,进风流火火,上行风流是指沿倾斜或垂直井巷、回采工作面自下而上流动的风流，即风流从标高的低点向高点流动。发生在这种风流中的火灾，称为上行风流火灾。当上行风流中发生火灾时；因热力作用而产生的火风压，其作用方向与风流方向一致，亦即与矿井主扇风压作用方向一致。,上行风流火灾,按发火地点及对矿井通风的影响,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.3 矿井火灾分类及特征,矿井火灾与分类,由于煤炭或其它可燃物自身受到某些化学或物理化学作用而发展起来的火灾，称为内因火灾或自然发火。自然发火发生的决定性因素是：发火地点存在易于低温氧化的粉煤、碎煤或其它可燃物质，向它供有足够的氧气和它氧化时有蓄热准备条件。它大都发生在煤矿井下的采空区、煤巷冒顶和被压出现裂隙或破碎的煤柱内。但是，由于煤层的地质赋存条件、煤炭本身的物理化学特性和采掘因素以及管理因素的不同，各个国家和矿区内因火灾所占的比重是完全不一样的。,某种外在高温热源引起可燃物质燃烧造成的火灾称为外因火灾。煤矿井下使用明火（明火矿灯、电焊、气焊、火炉、电炉等）、电气设备和机械设备安装运转不良、沼气爆炸、火药爆破等都可能导致这种火灾。这种火灾发生都比较突然，发展也之较快，常常出乎人的意料之外，并无预兆可查。防止这种火灾的根本措施，就是避免出现上述种种高温热源，严格规章制度和加强管理等。,内因火灾,外因火灾,根据发生的原因,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1）外因火灾的特征 突然发生、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，外因火灾所占比量虽然较小(410)，但不容忽视。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。外因火灾多发生在井口楼、并筒、机电硐室、火药库以及安装有机电设备的巷道或工作面内。火灾的火焰一般是在燃烧物的表面，如果及时发现和扑救，往往还是容易熄灭的。,1.3 矿井火灾分类及特征,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,2）内因火灾的特征 内因火灾的发生，往往伴有一个蕴藏的过程，根据预兆能够早期予以发现。但火源隐蔽，经常发生在人们难以进入的采空区或煤柱内，要想准确地找到火源确非易事。因此，难以扑灭，以致火灾可以持续数月、数年、甚至数十年之久。有时燃烧的范围逐渐蔓延扩大，烧毁大量煤炭，冻结大量资源。,1.3 矿井火灾分类及特征,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,2）内因火灾的特征 据统计，在我国统配与重点煤矿中，存在自燃发火危险的矿井占总矿井数的4649，自然发火煤层占累计可采煤层数的60，内因火灾发生的次数占矿井火灾总次数94。因此，内因火灾理所当然地受到人们的重视，成为研究的重点。,1.3 矿井火灾分类及特征,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.4煤田火灾的危害,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.4煤田火灾的危害,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.4煤田火灾的危害,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.4煤田火灾的危害,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.4煤田火灾的危害,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.4煤田火灾的危害,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.5矿井火灾的危害,我国是一个矿井火灾灾害严重的国家。据2000年全国425对国有煤矿的不完全资料统计，共发生火灾168次，其中内因火灾154次，外因火灾14次，封闭采区或工作面59个，影响煤量3080Mt，冻结煤量4217Mt，发火率为0.318次/Mt。,矿井火灾具有的危害性表现为：1）人员伤亡 当煤矿井下发生火灾后，煤、坑木等可燃物质燃烧，释放出有害气体，此外火灾诱发瓦斯爆炸，使事故进一步扩大。,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.5矿井火灾的危害,2）矿井生产接续紧张 井下火灾，尤其是发生在采空区或煤柱里的内因火灾，往往在短时间内难以消灭，在这种情况下，一般都采取封闭火区的处理方法，从而大量煤炭冻结，矿井生产接续紧张。,3）巨大经济损失 某些矿井火灾一旦发生，火势发展很迅猛，往往会烧毁大量的采掘运输设备和器材，而且白白烧掉大量煤炭资源，甚至使矿井停产，这些都可造成巨大经济损失。,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.5矿井火灾的危害,4）严重的污染环境 煤层露头火灾由于火源面积大、燃烧深度深、火区温度高以及缺乏足够的资金和先进的灭火技术，使得火灾长时间不能熄灭。据1997年新疆煤田火区普查结果，新疆5大火区的火灾面积总计达3794ha，其中明火面积达826ha，烧毁3113.37Mt。煤和矸石的长时间燃烧，会释放出大量的有害气体，造成大气中有害气体严重超标，形成大面积的酸雨和温室效应，煤田火区高温使绿洲变成寸草不生的塌陷区，土地荒漠化。此外，火区燃烧生成的酸碱化合物对火区附近的地表水和浅层水造成严重的污染。,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.5矿井火灾的危害,1998年9月6日，安徽淮北局朱仙庄煤矿井下掘进巷道顶部煤自燃，引起大火，导致12名矿工死亡（其中包括副矿长、总工程师各1名）、3人受重伤。2000年11月4日，江西丰城局坪湖煤矿井下的皮带机因摩擦引起大火，导致33名矿工被困井下。此次事故造成13死亡、1人失踪，19人受伤。其中5人重伤。,2002年1月21日发生的湖北省松滋市谭子洞煤矿（地方矿）暗斜井中下段发生火灾事故，共造成12人死亡，其中包括1名为了抢救被困矿工不幸遇难的副矿长。,2002年12月8日，吉林万宝煤矿（省属国有地方煤矿）绞车房火灾事故，造成井下30名矿工遇难。,2002年10月29日广西南宁市二塘煤矿（国有地方）井下4采区变电所变压器着火，引燃相邻木支架，火区长度70米。当时井下共有作业人员35人，其中30遇难。,2023/10/21,第一章 矿井火灾概况,1.6矿井火灾危险状况及趋势,在世界各采煤国家中，我国是矿井火灾发生比较严重的国家之一。据统计，在593个国有重点煤矿中，自然发火危险矿井占51.3%，煤自燃氧化形成的自然发火现象近4000次，形成火灾次数高达360次，在矿井火灾中，煤炭自然发火占90%以上。煤巷高冒顶、煤巷巷帮和碹后、破碎带、采空区、上下隅角、地质构造破碎带、煤柱和起采及停采线地点都是自燃火灾的多发场所。自然发火发生在采空区、巷道及其它地点的分别占60%、29%和11%。工作面搬家和不正常推进以及工作面过地质构造带或破碎带都是煤自燃发生频率较高时期。,
