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1、第2章 火灾防治1、矿井火灾分类及危害2、外因火灾及其预防3、煤炭自燃理论基础4、火灾预测与预报5、开采技术防火措施6、灌浆与阻化剂防灭火7、均压防灭火8、惰性防灭火9、火灾时期通风10、矿井火灾处理与控制本章要求：了解矿井火灾特点、发生原因和分类方法；熟悉矿井外因火灾以及防治对策；掌握矿井煤炭自燃机理、自燃过程以及防治技术；掌握矿井火灾时期的风流紊乱形式、原因及控制原理；掌握矿井灭火原理及方法；熟悉火区管理与启封方法。第一节 矿井火灾分类及危害矿井火灾的概念火灾的类型及特性矿井火灾的危害防灭火研究的内容返回一、矿井火灾的概念1、火灾火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。2、矿井火
2、灾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，并形成灾害的一切非控制燃烧。矿井火灾有两方面的含义：发生在煤矿井下的火灾；发生在地面但威胁到井下安全或发生在煤矿企业生产范围之内的火灾，如井口附近、绞车房内、主要通风机房内的火灾。返回本节二、火灾的类型及特性1、按火灾发生的地点分类(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。地面火灾的特点：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，灭火工作回旋余地大。返回本节(2)井下火
3、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、机电硐室、爆炸材料库、进回风大巷、采区变电硐室、掘进和回采工作面以及采空区、煤柱等地点。井下火灾的特点：很难及时发现，井下空气供给有限，难以完全燃烧，有毒有害烟雾大量产生，随风流到处扩散，毒化矿井空气，威胁工人的生命安全，在瓦斯和煤尘爆炸危险矿井，还可能引起爆炸，酿成重大恶性事故。2、按引火热源分类(1)外因火灾外因火灾是外部高温热源(如放炮、烧焊、电流短路、明火等)引起可燃物质燃烧造成的火灾。发生的地点：井口房、井筒、井底车场、石门及机电硐室和有机电设备的巷道等地点。
4、外因火灾的主要特点：发生突然、来势凶猛。外因火灾容易发现，早期的外因火灾较易扑灭。矿井外因火灾所占的比重较小，占火灾总数的1015，即内因火灾占火灾总数的8590。(2)内因火灾内因火灾也叫自燃火灾，是指一些易燃物质(主要指煤炭)在一定条件和环境下(破碎堆积并有空气供给)自身发生物理化学变化(指吸氧、氧化、发热)聚积热量而导致着火形成的火灾。发生的地点：采空区、遗留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的高冒处、巷道中有浮煤堆积的地方。内因火灾的主要特点：一般都有预兆火源隐蔽持续燃烧的时间较长，范围较大，难于扑灭。内因火灾频率较高3、按可燃物的类型分类根据国家标准火灾分类(GB/T 49682008) 20
5、08年11月4日发布，2009年4月1日实施。 A类火灾：指固体物质火灾。B类火灾：指液体或可熔化的固体物质火灾。C类火灾：指气体火灾。D类火灾：指金属火灾。E类火灾：带电火灾。F类火灾：烹饪器具内的烹饪物（如动植物油脂）火灾。三、矿井火灾的危害1、产生大量的有毒有害气体遇难者有8090都是死于以CO为主的烟雾中毒。2、引发瓦斯、煤尘爆炸矿井火灾的危害并不仅仅是燃烧放热。3、造成重大经济损失毁坏设备设施烧毁大量的煤炭资源据1997年新疆煤田普查结果表明，新疆5大火区的火灾面积总计达3794公顷，其中明火面积达826公顷，烧毁煤量3113.37Mt。4、引起矿井风流紊乱井下发生火灾后产生火风压，
6、使矿井风量增加或减少，使矿井风流方向逆转，造成矿井风流紊乱。返回本节四、防灭火研究的内容围绕一个目标和三个问题目标：防止矿井火灾发生三个问题：火灾是如何发生如何防止火灾发生及时准确地预测、预报火灾的发生。 火灾发生后如何处理一旦出现矿井火灾，能根据火灾发生的性质、规律、地点等采取有针对性的措施及时扑灭和控制火灾，减小火灾造成的危害。返回本节第二节 外因火灾及其预防物质燃烧的充要条件外因火灾的预防预防外因火灾的技术措施 返回一、物质燃烧的充要条件可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和发烟的现象称为燃烧。1、必要条件(1)可燃物凡是能与空气中的氧或氧化剂起化学反应的物质称为可燃物。
7、(2)热源(点火源)凡是能供给可燃物与氧气发生燃烧反应的能量来源，统称为热源。(3)氧气(助燃物)凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质，都叫做助燃物。发生燃烧除满足上述三个条件外，还必须满足充分条件。燃烧热源氧气可燃物燃烧三角形返回本节2、充分条件(1)一定数量或浓度的可燃物(2)一定比例的助燃物(3)一定能量的热源(4)可燃物、助燃物和热源三者的相互作用燃烧不仅具备可燃物、助燃物和热源，且满足相互之间的数量比例，同时还必须使三者相互结合，相互作用，否则，燃烧也不能发生。二、外因火灾的预防1、消防工作方针中华人民共和国消防法(2008年10月28日修订，2009年5月1日起施行)中第二条规定
8、，消防工作的方针“预防为主、防消结合”。“预防为主”就是把火灾预防工作放在消防工作的首位，从思想上、组织上、制度上及物质保障上采取各种积极措施。预防为主的三个重点：消防安全的宣传教育建立防火安全管理规章制度经常开展防火检查返回本节“防消结合”就是在强调做好火灾预防工作的同时，时刻做好各项灭火准备，及时扑灭发生的火灾。防消结合的三个重点：制定应急预案有组织准备，有训练有素的队伍，有明确的组织分工。配备足够的消防器材装备防火与灭火是一个问题的两个方面，相辅相成，有机结合的一个整体，二者缺一不可。防是消的先决条件，做好事故前的预防工作，避免或减少火灾的发生。消是防的补救措施，做好事故后的工作，是为了
9、有效地扑救火灾，减少伤亡和损失。2、防灭火原理(1)防火的基本原理控制可燃物使用难燃或不燃材料代替易燃和可燃材料加强通风防止可燃气体和易燃液体泄漏隔绝助燃物实行密闭操作，防止空气接触。使用惰性气体保护消除热源阻止火势蔓延(2)灭火的基本原理所谓灭火，就是破坏燃烧条件，使燃烧反应终止的过程。隔离法就是将未燃烧的物质与正在燃烧的物质隔开或疏散到安全地点，燃烧会因缺乏可燃物而停止。具体采取下列措施：关闭可燃气体、液体管道的阀门，以减少和阻止可燃物质进入燃烧区；将火源附近的可燃、易燃、易爆和助燃物品搬走；排除生产装置、容器内的可燃气体或液体；设法阻挡流散的液体；拆除与火源毗连的易燃建(构)筑物，形成阻
10、止火势蔓延的空间地带等。窒息法就是隔绝空气或稀释燃烧区的空气氧含量，使可燃物得不到足够的氧气而停止燃烧。适用于扑救容易封闭的容器设备、房间、洞室和工艺装置或船舱内的火灾。具体采取下列措施：用砂、石棉布、湿棉被、帆布等不燃或难燃物捂盖燃烧物，阻止空气流入燃烧区，使已燃烧的物质得不到足够的氧气而熄灭；用水蒸气或惰性气体(如CO2、N2)来降低燃烧区内氧浓度；密闭起火的建筑、设备的孔洞和洞室；用泡沫覆盖在燃烧物上使之得不到新鲜空气而窒息。冷却法就是将灭火剂直接喷射到燃烧物上，将燃烧物的温度降到低于燃点，使燃烧停止；或者将灭火剂喷洒在火源附近的物体上，使其不受火焰辐射热的威胁，避免形成新的火点，将火灾
11、迅速控制和扑灭。最常见的方法用水来冷却灭火二氧化碳灭火剂的冷却效果也很好，可以用来扑灭精密仪器、文书档案等贵重物品的初期火灾。用水冷却建(构)筑物、生产装置、设备容器，以减弱或消除火焰辐射热的影响。抑制法这是基于燃烧是一种链锁反应的原理，使灭火剂参与燃烧的链锁反应，它可以销毁燃烧过程中产生的游离基，形成稳定分子或低活性游离基，从而使燃烧反应停止，达到灭火的目的。采用这种方法的灭火剂，目前主要有1211、1301等卤代烃灭火剂和干粉灭火剂。但卤代烃灭火剂对环境有一定污染，特别是对大气臭氧层有破坏作用，生产和使用将会受到限制，各国正在研制灭火效果好且无污染的新型高效灭火剂来代替。3、防火对策(1)
12、工程技术(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)对策制定各种法规和标准，且强制性执行。这三种对策简称“三”对策。前两者是防火的基础，后者是防火的保证。三、预防外因火灾的技术措施 防止矿井外因火灾应该从消除、控制可燃物和外界火源入手， 并且避免它们相遇，防止已发生的火灾事故扩大，以尽量减少火灾损失。1、防止火灾产生 (1)使用不燃性材料新建矿井的永久井架及井口房、以井口为中心的联合建筑， 必须用不燃材性料建筑。对现有生产矿井用可燃性材料建筑的井架和井口房
13、，必须制 定防火措施。井筒、平硐与各水平的连接处及井底车场，井下机电设备硐 室等都必须用不燃材料支护。在井下和井口房，严禁采用可燃性材料搭设临时操作间、休 息间。返回本节(2)严格杜绝产生火源井下严禁吸烟和使用明火，严禁使用灯泡取暖和使用电炉。井下进行电焊、气焊等，要制定专门可靠的措施。使用安全炸药，要严格执行放炮规定，不准用明火或动力线放炮。采用防爆或防火花型电气设备，电气设备性能完好，电路敷设符合要求，避免产生电火花。(3) 防止高温热源和火花与可燃物相互作用在井口房、井筒和倾斜巷道内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作时，必须在工作地点下方用不燃性材料设施接受火星。电焊、气焊和喷灯焊接等工作地
14、点的风流中，瓦斯浓度0.5%，只有在检查证明作业地点附近20m范围内巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时，方可进行作业。2、防止火灾蔓延的措施(1)设置防火门进风井口和进风平硐口都要装有防火铁门。(2)设置消防器材和灭火设备在井口附近、井下每个生产水平的主要运输大巷中设置消防材料库。(3)设置井下消防水池和消防供水系统矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。(4)主要通风机必须有反风系统或设备，反风设施并保持其状态良好。 第三节 煤炭自燃理论基础煤炭自燃理论影响煤炭自然发火的因素煤的自燃过程返回煤自燃概况煤自燃已经存在了数百万年，山西大同侏罗纪煤层最早在第四纪，即距今约200万年前就开始自燃。仅
15、北方7省煤层露头着火面积720平方公里，累计烧毁煤量42亿吨以上，现仍以每年3000多万吨燃烧速度发展。我国有47%的矿井开采有自燃倾向的煤层，矿井火灾事故中，自然发火占整个火灾事故的70%，个别矿区甚至达95%以上。自燃火灾事故造成的冻结煤量达6000多万吨，严重影响煤矿生产的接续。因此，自燃火灾是矿井防灭火工作中的治理重点。煤炭自燃是指处于特定环境及条件下的煤吸附氧、自热、热量积聚自燃而形成的频发性灾害。一、煤炭自燃理论1、煤炭自燃机理(1)细菌作用学说中心内容是：煤在细菌作用下的发酵过程中放出一定的热量，对煤在700C以前的自热起决定性作用。当微生物极度增长时，一般都有生化放热过程，当煤
16、自热温度升到700C以上时，所有的生化过程都将消亡，同时引发煤炭自燃。为了考查细菌作用学说的可信性，有的学者曾将具有强自燃性的煤炭置于温度为1000C的真空环境里达20h，任何细菌都死亡，然而煤的自燃倾向性并未减弱。 返回本节(2)黄铁矿作用学说中心内容是：煤的自燃过程，是由于煤层中的黄铁矿(FeS2)暴露于空气后与水分和氧相互作用，发生放热反应而引起的，19世纪下半叶，这一学说曾被广为认定。然而后来发现不含黄铁矿的煤层也发生了自燃，该学说无法对此现象作出解释，因此具有一定的局限性。(3)酚基作用学说中心内容是：导致煤自燃是因为空气中的氧与煤体中所含有的不饱和酚基化合物作用时，放出热量所致。酚基导因作用是引起煤自燃的主要原因的观点尚有待进一步研究，此学说实际上是煤与氧的作用问题，因此可作为煤氧复合作用学说的补充。(4)煤氧复合作用学说认为，原始煤体自暴露于空气中后，与氧气结合，发生氧化并产
