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1、矿井火灾防治技术,主讲人： 李宗翔（教授、博士） 联系方式：13941884616；0418-2838120宅 E-mail：L,井工地下开采,进风井,回风井,矿井通风,回风井,河南新密东兴煤矿发生重大火灾事故，致25人死亡,“315”重大火灾事故的8名渎职官员因涉嫌构成玩忽职守罪被提起公诉,2010年3月15日20时30分，新密市东兴煤业有限公司主井西大巷第一绕巷发生电缆着火事故，当班入井31人，25人被困。经过5个多小时的全力营救，6人安全升井，25名矿工遇难。 据了解，火灾源于井下电缆线起火，产生大量一氧化碳，矿工吸入后迅速昏迷。 救援人员说，遇难的25名矿工均未配备自救器，如果矿主按照
2、国家规定给矿工配备自救器，一些矿工还是有生还机会的。 矿工在井下遇到火灾或瓦斯事故，打开自救器，通过吸氧可维持生命，能赢得1545分钟的救援时间，一个自救器售价仅500600元。此次重大火灾事故，造成巨大人员伤亡，造成经济损失4910万元。 3月16日，新密市主管安全生产的副市长苏莹玺被免职。随后，新密市煤炭局局长、副局长，市安监局局长，牛店镇党委书记、镇长、副科级干部被免职。对牛店镇驻矿安监人员王洪涛、朱东辉，新密市煤炭局驻矿安监人员岳绚峰予以开除。 新密“315”事故发生后，新密市检察院对新密市煤炭管理局、新密市安监局、新密市牛店镇政府安全办等相关单位的工作人员失职、渎职情况进行侦查。 经
3、查明，公司属于六证不全企业(六证包括：采矿许可证、矿长资格证、矿厂安全资格证、工商营业执照、安全生产许可证、煤炭生产许可证)。该企业在尚未通过安全检查验收的情况下，私自进行生产。 新密市检察院审查该案后认为，岳绚峰、王洪涛、田松涛、朱东辉、范建朝、魏朝平、朱新宪、张建涛8人的行为均已涉嫌构成玩忽职守罪，据此依法对8人提起公诉。 新密市东兴煤业有限公司出资人付满仓、法人代表付晓、矿长白小博、安全矿长李丙灿、机电矿长王双彬5名犯罪嫌疑人的行为因涉嫌构成重大责任事故罪被另案处理。,湖南湘潭煤矿发生火灾已致25人死亡,井下救援难度大，个别受困矿工位置确定 有关人员分析了矿井平面示意图，认为救援人员通过
4、主顶下到巷道里，要经过480米左右，才能到达-255米水平运输下山底部车场的火源地。火源地大体处于井下靠北部，而受困人员主要集中在井下东部偏南的位置。 有业内人士介绍，煤矿矿井火灾的救援难度很大。由于巷道狭小，温度较高，救援人员往往难以接近火源。同时，井下火情对救援人员自身的安全也构成比较大的威胁。 此外，在高温灼烤下，巷道顶帮岩石、煤体容易垮落，也对救援造成影响。 专家指出，井下火灾救援具有很强的专业性，必须科学施救，不能冒进，否则容易引起次生灾害。,防备煤矿位于离枣庄约20多公里的陶庄镇，隶属于枣庄市薛城区。该矿为低瓦斯矿井，设计年生产能力6万吨，去年6月完成技术改造，将年产能扩至15万吨
5、，去年10月通过竣工验收，证照齐全。,7月6日18时46分，防备煤矿调度室接到井下报告，井下一台压风机突然着火，当时91人被困井下，经跟班矿领导组织撤人和自救，有63人安全升井。 事故发生后，各方迅即展开紧急救援。 当地下着小雨，给救援带来一些不便。救援人员从井口运送大量输水管和土袋到井下，用于灭火抢救。到7日中午12时左右，事故矿井火势已被控制。 7日中午，在救援现场，原先冒着浓烟的矿井口已不再冒烟，但空气中仍然有比较浓烈的燃烧过的气味。,使用教材,内容简介 矿井火灾学是国内目前第一部系统介绍煤矿矿井火灾发生、发展规律及其防治理论与技术的著作。全书共7章，内容包括：矿井火灾学基础，煤的自燃及
6、其特性，矿井火灾的预测预报，防治煤炭自燃技术，矿井火灾时期的风流紊乱，矿井外因火灾防治，火区封闭和启封。矿井火灾学可供普通高等学校采矿工程、安全技术及工程及相关专业研究生、本科生作为教材使用，也可供从事煤炭行业科研、设计、管理、工程技术人员参考。 编辑推荐 矿井火灾学中国矿业大学研究生教育专项资金资助出版教材。,矿井火灾学授课内容,前言 第一章矿井火灾学基础 第一节燃烧基础知识 第二节矿井可燃物及燃烧特性 第三节矿井燃烧产物及其危害 第四节自燃理论基础 第二章煤的自燃及其特性 第一节煤的基础特性 第二节煤的自燃假说 第三节煤的自燃过程及影响因素 第四节煤低温氧化特性 第五节煤的自燃倾向性与自然
7、发火期,授课内容,第三章矿井火灾的预测预报 第一节煤矿井下自然发火条件及易发火地点 第二节煤自燃的早期识别与预报 第三节外因火灾的监测 第四节火源位置的探测与判别 第四章防治煤炭自燃技术 第一节防治煤炭自燃的开采技术措施 第二节堵漏与均压防灭火 第三节注浆防灭火 第四节惰气防灭火 第五节阻化剂防火 第六节凝胶防灭火 第七节三相泡沫,授课内容,第五章 矿井火灾时期的风流紊乱第一节 风流紊乱的基本形式及产生原因第二节 风流紊乱的发生条件第三节 风流紊乱的实验研究第四节 风流紊乱的案例第五节 风流紊乱的防止措施第六章 矿井外因火灾防治第一节 矿井外因火灾的预防第二节 矿井外因火灾的灭火技术第三节 胶
8、带输送机火灾的防治第四节 计算机技术在矿井火灾救灾决策中的应用第五节 火灾时期的风流远程控制,授课内容,第七章 火区封闭和启封第一节 火区封闭第二节 火区管理第三节 火区启封,第一章 矿井火灾概述,矿井火灾学基础,一、燃烧的基本条件外源火灾特性,1、火灾发生的三要素 产生外源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，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。,氧,热,可燃物,火,1-1 燃烧的基础知识,火灾发生三条件，氧气、可燃物、火源 若要火灾不发生，控制火源是关键,火灾发生的三要素：氧气、可燃物、火源,二、火灾的燃烧类型,扩
9、散燃烧（Diffusion Combustion）是高浓度的可燃气体与空气边混合边燃烧的燃烧现象。 预混燃烧（Premixed Combustion） 是可燃气体与空气预先混合好后的燃烧,富氧燃烧与富燃料燃烧,富氧燃烧 (Oxygen-rich fire)：是氧气的供给量大于或接近于燃烧所需要的氧气量的燃烧。 富燃料燃烧 (Fuel-rich fires) ：是氧气的供给量低于燃烧所需要的氧气量的燃烧。,富燃料燃烧实验（“跳蛙”现象）,轰燃,受限空间内发生火灾时，局部缓慢燃烧发展到空间所有可燃物突然全面燃烧的现象。 受限空间内的可燃物几乎同时被点燃。 对人员的安全构成严重的威胁。,回燃,受限空
10、间内发生火灾时，当空气供应不足时，由可燃物分解的可燃组分进入到烟流中因缺氧而不能燃烧，此时即为富燃料燃烧状态。当富燃料燃烧的高温可燃气体遇新鲜空气时发生的突然快速燃烧（爆燃），称作回燃。,什么是回燃？,回燃的发展过程,火灭了，可以进去了,死灰复燃,1、燃烧的基本形式,1）扩散燃烧 可燃气体从管道孔口或巷道壁局部口或空隙流出，当其混合浓度达到燃烧界限时，遇到火源后在该范围内燃烧。 2）分解燃烧 在燃烧过程中，可燃物首先遇热分解，热分解产物和氧反应产生火焰燃烧。如木材、煤、橡胶、合成高分子化合物等固体燃料 3）表面燃烧 固体燃料燃烧的后期，燃烧物与空气的接触表面进行燃烧，但没有火焰。 4）预混燃烧
11、 在一定环境条件下，可燃气体与空气己在着火前预先充分混合，其浓度处于燃烧(爆炸)界限之内，遇火源即会发生燃烧。,4、预混气体燃烧的蔓延,矿井火灾火源燃烧蔓延主要分为固体、液体燃料燃烧蔓延和预混气体燃烧蔓延。由于预混气体燃烧是矿井火灾引起爆炸的重要原因。 当预混可燃气体浓度在燃烧界限范围内时，一旦遇火源则开始燃烧，使可燃混合气体与着火局部形成一薄层火焰；这种进行完全化学反应的薄层称为火焰峰面，如图所示。,预混气体燃烧的蔓延,5、几个易混淆的概念,1闪点和燃点 闪点： 在该温度以上，可燃液体液面附近可产生足够的挥发的蒸气，一旦接近火源，己气化的可燃液体蒸气便会着火燃烧，出现瞬时即灭的闪光。 燃点：
12、 对于固体燃料也称为着火点，使可燃物持续燃烧(不少于5s)的最低温度。 2火焰燃烧和阴燃现象 火焰燃烧： 一种伴随可燃性挥发气体析出并燃烧的迅速氧化过程，通常出现放热、发光现象。在氧浓度低于10%12%以下时，火焰燃烧难以持续。 阴燃： 又称闷燃或冒烟燃烧。氧化过程发生在固体可燃物的表面，也能维持自我持续燃烧，但不足以分解足够的挥发性气体产生火焰燃烧。,阴燃的特点： 一般条件下，空气中氧浓度低于 2%时阴燃终止。 值得注意的是，由于有些燃料吸着或吸附氧气，以至于当空气中氧浓度低于2%时，阴燃仍然存在。这一现象在矿井火区启封时就曾经发现。因而，在火区管理和启封时尤应注意，火区空气中氧浓度为零，并
13、不意味燃烧无供氧已熄火，可燃物的阴燃可能因其吸着或吸附氧气而继续。 当然，这也可以这样理解，在大范围空间火区中，所测定位置的氧气浓度与着火点的氧气浓度不一定一致。,3燃烧和爆炸 燃烧和爆炸都是一种放热发光的比学反应。燃烧和爆炸一经发生，不是在整个范围内同时进行。而是在一局部区域以化学反应波的形式按一定方向、一定速度一层层地自动进行，直到满足燃烧、爆炸条件的区域反应全部完毕为止。,矿井火灾火源分带,富燃料燃烧火灾火源分带示意图,富氧类燃烧火灾火源分带示意图,矿井火灾火源分带,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。
14、 矿井火灾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，进一步扩大其灾难性。 矿井火灾按引火热源分类 外源火灾（外因火灾） 自燃火灾（内因火灾）,1-2 矿井火灾,矿井火灾是煤矿最主要灾害之一，每一场火灾的发生，轻则影响生产，重则可能烧毁煤炭资源和矿井设备，更为严重时则可能引燃瓦斯煤尘爆炸或火烟毒化矿井，酿成人员伤亡的重大恶性事故。 据统计，扑灭一场中等火灾也要付出数以万计的直接灭火费用。重大恶性火灾事故造成政治、经济以及资源上的损失往往是难以估量的，对矿工情感上的伤害也非短期可以消除。尽管当前矿井防灭火技术
15、有了很大发展，但是仍然难以杜绝矿井火灾的发生，因此，必须作好矿井的防火灭火工作，以保证生产的安全进行。,一、矿井火灾,我国是一个矿井火灾事故多发的国家。 仅2000年一年，全国国有煤矿的425对矿井统计，就共发生各种火灾事故168起，其中外因火灾14起，内因火灾154起，冻结煤量4217 Mt，封闭采区或工作面59个，发火率为0.318次/Mt。,2010年煤矿事故严重度的统计,事故率,矿井外源火灾,一切能够产生高温、明火、火花的以及由可燃材料制成的器材和设备，如使用不当都可能引起外因火灾。 随着科技的发展，矿井开采技术不断进步和开采环境的不断改善，但矿井火灾与爆炸灾害并没有呈现下降趋势。究其
16、原因，一是更多的新材料，包括各种树脂、塑料、液体燃料和液压机液等应用到矿井中，另外就是机械化程度不断提高，机电设备增多，这些都增加了火灾的发生概率。 现在矿井灾害事故中牺牲的人员绝大多数是在矿井火灾和爆炸事故中丧生的，因此，矿井火灾的防治一直是采矿安全关注的重点。,二、矿井火灾的分类,(一)按火灾发生的地点分类 按火灾发生的地点不同可将矿井火灾分为地面火灾和井下火灾。 1地面火灾 发生在矿井工业广场范围内地面上的火灾称为地面火灾。地面火灾可以发生在行政办公楼、福利楼、井口楼、选煤楼以及坑木场、贮煤场、矸石山等地点。 地面火灾外部征兆明显，易于发现，空气供给充分；燃烧完全，有毒气体发生量较少；地面空间宽阔，烟雾易于扩散，与火灾斗争回旋余地大。 2井下火灾 发生在井下的火灾以及发生在井口附近而威胁到井下安全影响生产的火灾统称为井下火灾。井下火灾可以发生在井口楼、井筒、井底车场、机电炯室、爆炸材料库、进回风大巷、采区变电硕室、掘进和回采工作面以及采空区、煤柱等地点。,(二) 按引火热源分类 外源火灾（外因火灾） 自燃火灾（内
