矿井防灭火技术

《矿井防灭火技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井防灭火技术（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、矿井防灭火技术主要内容 矿井火灾基础知识 外因（源）火灾的预防 煤炭自燃火灾 预防煤炭自燃的开采和通风技 术措施 灌浆防火与凝胶防火 阻化剂防火与氮气防灭火 矿山灭火技术第一部分 矿井火灾基础知识 矿井火灾的概念 矿井火灾的分类及其特点 矿井火灾的危害 矿井/煤田火灾：发生在矿井地面/井下或 煤田范围内，威胁安全生产、造成一定资源 和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故。 包括： 矿井工业广场内的厂房、仓库 储煤场 井口房、风机房 井筒、井巷 采掘工作面及采空区等处的火灾。1.1 矿井火灾概念1.2 矿井火灾的类型及其特点.按引火原因分类 1)内因(自燃)火灾有些可燃物在一定条件下，自身发生化学或

2、化学物理变化，积聚热量达到燃烧，由此热 源形成的火灾。 特点：有预兆、地点隐蔽、持续时间长、难以扑灭 。2)外因火灾由外部高温热源引燃可燃物而造成的火灾。 特点：无预兆、发生突然、发展速度快、地点广泛 。发展迅猛：比内因火灾更迅速的预警 、救灾 持续时间长：较纯爆炸、突出等更危 险 长期、大范围风流紊乱：控风技术应 用有效、但难度大 技术推广的难点：外因火灾几率小， 控风设施日常维修、购置费用大外因火灾治理难点和控风有效性2.按火灾发生地点分类1)地面火灾指发生在矿井工业场地内的厂房、仓库、储煤场、 矸石山和坑木场等处的火灾。 特点：征兆明显、易于发现、空气供给充分、燃烧完全、烟雾易于扩散、有

3、毒气体产生量较少、易于扑灭等。2)井下火灾指发生在井下或地面但能波及到井下的火灾。 特点：空间、供氧条件有限、地点隐蔽、初期征兆不明显、不易发现、难于扑灭。 井下火灾又可分为上行风流火灾、下行风流火灾和 进风流火灾。 火风压发生火灾时，高温烟气流经有高差的井 巷所产生的附加风压。 主干风路火灾发生后，从进风井流向火源， 经过火源流向回风井的一条风路。 旁侧支路除主干风路之外的其他风路。 上行风流火灾特点 火风压方向与矿井主通风机风压方向一致。 主干风路风流保持原方向。 与主干风路相并联的一些旁侧支路的风流方向不 稳定，甚至发生风流逆转。下行风流火灾特点 火风压方向与主通风机风压作用方向相反。

4、主干风路风流不稳定，火风压达到一定值时，将 发生逆转。 通风系统风流再分配及状态变化较上行风流火灾 复杂得多，需采用特殊的灭火救火措施。 进风流火灾特点 发生在进风井、进风大巷或采区进风巷道内的火 灾称为进风流火灾。 发生于新鲜风流中，供O2充足，发展快，早期不 易发现。 高温烟流和有毒有害气体采掘面人员死亡。 措施：反风（全矿井、区域性或局部性）3.按火灾发生的具体位置分类井筒火灾、巷道火灾、硐室火灾、煤柱火灾、采 /掘工作面火灾和采空区火灾等。4.按引火性质分类原生火灾和次生火灾（衍生/再生火灾）。5.按燃烧物质的不同分类机电设备（胶带、电缆、变压器、风筒等）火灾 、炸药燃烧火灾、油料火灾

5、、坑木火灾、煤炭自 燃火灾和瓦斯燃烧火灾等。 我国煤矿火灾十分严重，其中90%以上属于煤 炭自燃火灾。据统计，全国国有煤矿中大约 50%的矿井存在自然发火危险，仅1996年国有 矿井自然发火就达548次，封闭火区255处；目 前新疆还有37处煤田火区，且仍以3000多万t/a 的燃烧速度蔓延。 矿井火灾作为煤矿五大自然灾害之一，常常会 造成重大人员伤亡、物资器材损毁、煤炭资源 被烧毁或被冻结，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸， 带来更严重的灾难性后果。1.3 矿井火灾的危害1.产生大量有毒有害气体 CO、CO2和SO2等随风流扩散，殃及相当大范围 甚至全矿井人员伤亡。95%以上的遇难人员均为 中毒而亡。

6、2.产生高温 火源及附近温度常在1000以上。3.引起瓦斯煤尘爆炸 在有瓦斯和煤尘爆炸危险矿井中，扩大了灾害影 响范围。瓦斯煤尘爆炸火灾。4.重大经济损失和人员伤亡 每年由于煤层自燃造成的直接和间接经济损失超 过50亿元。 1961.3.16抚顺胜利矿的一次火灾死 亡110人。CO和SO2对人体的危害气体危害性中毒症状SO2有强烈毒性，与眼、呼 吸道的湿表面接触后能 形成硫酸，对对眼、呼吸 道有严严重的腐蚀蚀作用， 可引起肺水肿肿。浓浓度为为20ppm时时引起眼红肿红肿 、 咳嗽、喉痛； 浓浓度为为500ppm时时引起急性支 气管炎、肺水肿肿，并在短时间时间 内死亡。CO毒性极强，阻碍O2与血

7、 红红蛋白的结结合，使人体 缺氧窒息而死亡。轻轻微中毒：耳鸣鸣、头头痛、心跳 ； 严严重中毒：四肢无力、呕吐、丧丧失行动动能力； 致命中毒：丧丧失知觉觉、痉挛痉挛 、呼吸停顿顿、死亡5.风流紊乱，使灾性扩大，加剧危害 逆转 巷道全断面风流反向 逆退 新风顺风向从巷底流入，热烟流沿巷顶流出 滚退 新风顺风向从巷底流入的同时，热烟流沿巷顶逆 向回退并流向火源 物质燃烧的充要条件 富燃料燃烧和富氧燃烧 外因火灾的预防 外因火灾预防的规定 预防外因火灾的技术措施第二部分 矿井外因火灾及其预防 .必要条件-可燃物、助燃物、高温能量 （火源）。 .充分条件-三个必要条件同时存在，互 相作用，且Q生Q散2.

8、1 物质燃烧的充要条件燃烧三角形氧气 可燃物热源氧气链式反应可燃物热源燃烧四面体 3.煤矿井下常见的可燃物 固体可燃物：坑木、荆条，皮带、胶质风筒， 电缆，棉纱、布头、纸，煤及煤尘。 液体可燃物：变压器油、液压油和润滑油。 气体可燃物：瓦斯、氢气、H2S等。 4.引起外因火灾的热源 明火：高温焊碴、吸烟、电炉等。 电能热源：电弧、电火花等。 爆破热源：放明炮、糊炮等。 机械摩擦火：机械设备运转不良。 瓦斯、煤尘爆炸。 1.富氧燃烧与富燃料燃烧2.2 富氧燃烧和富燃料燃烧*高温(1000)、大量高温气体流向下风侧*形成再生火源（跳蛙现象）*产生爆炸隐患*引起风流紊乱(逆转、形成爆炸预混气体)2.

9、 富燃料火灾的危险、燃烧条件及控制控制富燃料火灾条件危险液体燃料、量大、供氧不足（停、减风， 巷塌）、空气预热温度高、断面小*减少火势：及时灭火、下风侧洒水 *一般不能停风、减风，特别是忽然停、减风 *条件许可时注惰气 1.我国的消防方针-预防为主，防消结合 2.防火对策-“3”对策 (1)技术(Engineering)对策灾前对策-防止起火、防止火灾扩大灾后对策-报警、控制、灭火、避难 (2)教育（Education）对策 知识、技术、态度 (3)管理/法制（ Enforcement）对策制定各种规程、规范和标准，且强制性执行。前两者是防火的基础，后者是防火的保证。2.3 外因火灾的预防对策

10、2.4 外因火灾预防的规定 1.地面火灾的预防规定 生产和在建矿井必须制定井上、下防火措施。 木料场、矸石山、炉灰场距离进风井不得小于80m 。 新建矿井的永久井架、井口房和以井口为中心的联 合建筑，必须用不燃性材料建筑。 进风井口应装设防火铁门，若不设则必须有防止烟 火进入矿井的安全措施。 井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火 炉取暖。暖风道和压入式通风的风硐必须用不燃性 材料砌筑，并应至少装设两道防火门。 矿井必须设地面消防水池，并经常保持不少于 200m3的水量。 2.井下外因火灾预防的规定1)井下必须设消防管路系统，管路系统应每隔100m 设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中

11、应每隔 50m设置支管和阀门。2)井筒、平硐与各水平的连接处及井底车场，主要 绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处，井下机电 设备硐室，主要巷道内道带式输送机机头前后两端 各20m范围内，都必须用不燃性材料支护。3)井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。4)井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接 工作。5)井下严禁存放汽油、煤油和变压器油。 6)井上、下必须设置消防材料库，并应装备消防车 7)井下爆炸材料库、机电设备硐室、检修硐室、材料库、井底车场、使用带式输送机或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中，应备有灭火器材，其数量、规格和存放地点，应在灾害预防和处理计划中确定。 8)采用滚筒驱动带

12、式输送机运输时，必须使用阻燃输送带，其托辊的非金属材料零部件和包胶筒的胶料，其阻燃性和抗静电性必须符合有关规定。 9)采用矿用防爆型油动力装置时，排气口的排气温度不得超过70，其表面温度不得超过150。 10)井下电缆必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。 11)井下爆破不得使用过期或严重变质的爆破材料；严禁用粉煤、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥；无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破，严禁裸露爆破。 12)箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时，井筒中必须装设自动警灭装置和敷设消防管路。 预防火灾发生有两个方面：一是防止火源产生；二是防止已发 生的火灾事故扩大，以

13、尽量减少火灾损失。 1.防止火源产生 (1)防止失控的高温热源产生和存在。按煤矿安全规程及其执 行说明要求严格对高温热源、明火和潜在的火源进行管理。 (2)尽量不用或少用可燃材料，不得不用时应与潜在热源保持 一定的安全距离。 (3)防止产生机电火灾。 (4)防止摩擦引燃防止胶带摩擦起火。胶带输送机应具有可靠的防打滑、防跑偏、超负 荷保护和轴承温升控制等综合保护系统；防止摩擦引燃瓦斯。 (5)防止高温热源和火花与可燃物相互作用。2.5 预防外因火灾的技术措施 2.防止火灾蔓延的措施 限制已发生火灾的扩大和蔓延，是整个防火措施的重 要组成部分。火灾发生后利用已有的防火安全设施， 把火灾局限在最小的

14、范围内，然后采取灭火措施将其 熄灭，对于减少火灾的危害和损失是极为重要的。其 措施有：在适当的位置建造防火门，防止火灾事故扩大。每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库。每一矿井必须在地面设置消防水池，在井下设置 消防管路系统。主要通风机必须具有反风系统或设备、反风设施， 并保持其状态良好。 煤炭自燃机理 煤炭自然发火及自然发火期 煤炭自燃条件 影响煤炭自然发火的因素 煤自燃过程及特点第三部分 煤炭自燃火灾 1.煤炭自燃机理主要的有黄铁矿作用学说、细菌作用学说、酚基作 用学说以及煤氧化合学说等。 2.自燃发火与自然发火期自燃发火：有自燃倾向性的煤层被开采破碎后在常 温下与空气接触发生氧化，产生热

15、量使其温度升高 ，出现发火和冒烟的现象。自然发火期：从煤层被开采破碎接触空气之日起， 至出现自燃现象或温度上升至燃点为止所经历时间 。（以月或天计）3.1 煤炭自燃理论基础 3.煤炭自燃条件 具有自燃倾向的煤被开采后呈破碎堆 积状态，其厚度大于0.4m。有适量的通风供氧。有较好的蓄热条件。上述三条件共存的时间大于煤的自然 发火期。 第(1)是内因，取决于煤本身的物理化学性质；其 他为外因，取决于地质开采因素。 4.煤炭自燃过程及特点 (1)潜伏（自燃准备）期：以物理吸附，煤温开始升高， 无宏观现象。 (2)自热阶段 煤氧化反应自动加速 氧化生成热量逐渐积累 温度自动升高 (3)自燃阶段 煤温达到其自燃点后 若能得到充分的供氧（风） 则发生燃烧，出现明火 (4)熄灭：降到燃点以下，自动熄灭。 5.影响煤炭自然发火的因素 (1)煤的自燃性能煤的分子结构。煤化程度。煤的自燃倾向性随煤化程度增高而降 低。煤岩成分。镜煤亮煤暗煤丝炭。煤中的瓦斯含量。它类似用惰性气体稀释空气对 氧化发生的影响。水分。既有加速氧化的一面，也有阻滞氧化的因 素。煤中硫和其它矿物质，煤中含有的硫和其它催化 剂，则会加速煤的氧化过程。 (2)开采技术 矿井的开拓方式、采区巷道布置、回采方 法和回采工