《第十章火灾防治》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十章火灾防治（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十章 火灾防治本章重点与难点1、煤炭自燃理论；2、煤炭自燃预测预报；3、防灭火技术4、均压防灭火；5、火灾时期风流控制第一节 概 述一、火灾与矿井或煤田火灾的概念 火灾：通常把违背人们意愿而发生的非控制性燃烧，称之为火灾。火灾往往造成巨大的经济损失和重多的人员伤亡，造成不良的社会影响。 矿井火灾：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。火灾是矿井或煤田较为常见的灾害之一。 二、矿井火灾的类型及其特性 分类出发点和依据不同，分类的方法也不同。目前常用的分类方法有：、按引火原因分类 ）内因(自燃)火灾。自燃物在一定的外部（适量的通
2、风供氧）条件下，自身发生物理化学变化，产生并积聚热量，使其温度升高，达到自燃点而形成的火灾称之为内因火灾。在煤矿中自燃物主要是有自燃倾向性的煤炭。在整个矿井火灾事故中，内因火灾占的比例很大。 ）外因火灾。可燃物在外界火源(明火或高温热源)的作用下，引起燃烧而形成的火灾叫外因火灾。、消防分类 从选用灭火剂的角度出发，消防上根据物质及其燃烧特性对火灾进行如下分类: 类火灾:,煤炭、木材、橡胶、棉、毛、麻等含碳的固体可燃物质燃烧形成的火灾称为A类火灾。 类火灾，指汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、丙酮等可燃液体燃烧形成的火灾。 类火灾，指煤气、天燃气、甲烷、乙炔、氢气等和可燃气体燃烧形成的火灾。 类火灾
3、，象钠、钾、镁等可燃金属燃烧形成的火灾。其特点是火源温度高。、其它分类方法 除上述两种常用分类方法外，还有按火源特性，可分为原生火灾与再生火灾；按火源产生的位置，可分为井上火灾与和井下火灾等。三、防灭火研究的内容 煤矿火灾防治是一项系统工程，其理论与技术的研究内容应围绕一个目标和三个问题。一个目标就是防止矿井火灾发生，对于已发生的火灾要防止其扩大并最大限度地减小火灾中的人员伤亡和经济损失。三个问题是：一火灾是如何发生的？其内容主要是研究矿井火灾的类型及其产生的原因、条件以及各类火灾发生过程和特点，这是防灭火的理论基础；二如何防止火灾发生？包括火源预测、火灾预防和预报技术；三火灾发生后如何进行及
4、时而有效的控制和处理。第二节 外因火灾及其预防一、物质燃烧的充要条件 物质燃烧是一种伴有放热、发光的快速氧化反应。发生燃烧必须具备的充要条件是：、必要条件）有充足的可燃物；）有助燃物存在。凡是能支持和帮助燃烧的物质都是助燃物。常见的助燃物是含一定氧浓度的空气。）具有一定温度和能量的火源。、充分条件）燃烧的三个必要条件同时存在，相互作用；2）可燃物的温度达到燃点，生成热量大于散发热量。如果把燃烧比着一个由链体组成的圆环，则三要素是组成圆环的三个链体，如图1021所示。如果组成圆环的三个链体缺少一个，或三个链体不相互连结，则将不能构成圆环，即缺少燃烧三要素之一，或三要素不相互作用，则不能形成火灾。
5、火源可分为显火源和潜火源两种。所谓显火源即是以明火、高温的表面或灼热的物体的形式显露于空间，可燃物一旦与其接触即可发生燃烧。如气焊和电焊产生的高温焊碴、燃着的香烟头等皆属于此类。所谓潜热源即是平时处于常温状态，在一定的外部条件下（人员操作失误、设备零件故障、安全装置失效等原因）有可能产生火花、放出热量和转化为高温热源。如具有短路危险的电缆接头、作高速相对运动的两固体接触面、不合格的炸药爆破等都属于潜热源。煤矿常见的外因火源主要有以下几种: ）电能热源 电(缆)流短路或导体过热；电弧电火花；烘烤（灯泡取暖）；静电等。表10-2-1为我国部分电气火灾发火原因统计表。 ）摩擦热 如胶带与滚筒摩擦、胶
6、带与碎煤摩擦以及采掘机械截齿与砂岩摩擦等。表10-2-1 电气火灾发火原因统计表发火原因次数占总数%变压器油24.25灯泡取暖36.38油浸起动电阻器12.12电力电容器12.12铠装电缆短路12.12橡胶电缆短路3983.98合计47100 ）放明炮、糊炮、装药密度过大或过小、钻孔内有水、炸药受潮以及封孔炮泥长度不够或用可燃物（如煤粉、炸药包装纸等）代替炮泥等违反爆破操作规程的操作都有可能发生爆燃。放炮引起瓦斯燃烧或爆炸的例子在我国时有发生。 ）液压联轴器喷油着火引燃周围可燃物，酿成多起火灾。 ）明火（高温焊碴、吸烟），明火也是产生外因火灾的重要原因之一。明火主要产生于加热器、喷灯、焊接和切
7、割作业，烟头也时有酿成火灾的可能。二、外因火灾的预防 1、我国的消防方针 中华人民共和国消防条例规定，消防工作实行“预防为主，消防结合”的方针。所谓预防为主，即是在消防工作中坚持重在预防的指导思想，在设计、生产和日常管理工作中应严格遵守有关防火的规定，把防火放在首位。消防结合，即是在预防的同时积极做好灭火的物质和技术准备。 2、防火对策 矿井火灾的防治可以采取下列三个对策：3E对策 ）技术(Engineering)对策 技术对策是防止火灾发生的关键对策。它要求从工程设计开始，在生产和管理的各个环节中，针对火灾产生的条件，制定切实可行的技术措施。技术对策可分为： （）灾前对策，灾前对策的主要目标
8、是破坏燃烧的充要条件，防止起火；其次是防止已发生的火灾扩大。 （A）防止起火，主要对策有： 确定发火危险区-潜在火源和可燃物共同存在的地方，加强明火与潜在高温热源的控制与管理，防止火源产生。 消除燃烧的物质基础。井下尽量不用或少用可燃材料，采用不燃或阻燃材料和设备，例如使用阻燃风筒、阻燃胶带，支架非木质化。 防止火源与可燃物接触和作用。在潜在高温热源与可燃物间留有一定的安全距离。 安装可靠的保护设施，防止潜在热源转化为显热源。例如，变电所安装过电流保护装置，防止电缆短路。 （B）防止火灾扩大，有潜在高温热源的前后范围内应使用不燃支架。划分火源危险区，在危险区的两端设防火门；矿井有反风装置，采区
9、有局部反风系统。在有发火危险的地方，设置报警、消防装置和设施。在发火危险区内设避难硐室。 （）灾后对策 主要有：报警。采集处于萌芽状态的火灾信息，发出报警。控制。利用已有设施控制火势发展，使非灾区与灾区隔离。灭火。迅速采取有效措施灭火。避难。使灾区受威协的人员尽快选择安全路线逃离灾区，或撤至灾区内预设的避难硐室等待救援。 ）教育（Education）对策 教育对策包括知识、技术和态度教育三个方面。 ）管理（法制(Enforcement）对策，制定各种规程、规范和标准，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。如果片面的强调某一对策都不能收到满意的效果。三、
10、预防外因火灾的技术措施 如前所述，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，以尽量减少火灾损失。 （一）防止火灾产生 、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。 、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。 、防止产生机电火灾。 、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。 、防止高温热源和火花与可燃物相互作用。 （二）防止火灾蔓延的措施 其措施有： 、在适当的位置建造防火门，防止火灾事故
11、扩大。 2、每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库。 3、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。 4、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。第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理 一百多年来，先后提出阐述煤炭自燃机理学说有多种，其中主要的有黄铁矿作用学说、细菌作用学说、酚基作用学说、自由基作用学说、基团作用学说、电化学作用学说、氢原作用学说以及煤氧化合学说等。年苏联学者维谢洛夫斯基(.)等人提出，煤的自燃是氧化过程自身加速发展的结果。这种氧化反应的特点是分子的基链反应。二、煤的氧化特性 从煤氧化合学说观点出发，认为评价煤的自燃倾向性，即化学活动性的
12、最合适的指标应该是煤的吸氧速度。揭示了煤炭氧化规律如下: 、所有品种煤在常温下都吸氧，但吸氧速度不同。它取决于煤的分子结构和物理化学性质。 、煤的吸氧速度与所在空气中的氧浓度成正比，即 dm/d 1031式中 -单位重量煤在时间内吸氧量，ml/kg； -吸氧速度常数，ml/(kg.h); -空气中的氧浓度，%。 、在温度不变条件下，吸氧速度常数随时间按指数规律衰减，即 1-H 1032式中 1 -在=1小时内的吸氧速度常数，ml/(kg.h); H-在对数坐标中直线方程倾角的正切，它表示吸氧速度随时间衰减的速度； 、吸氧速度常数与煤自身温度之间符合幂函数关系 10303式中 -温度为t时的吸氧
13、速度常数，ml/(kg.h); 0-温度为t0时的吸氧速度常数，ml/(kg.h); -比例常数，1/；其物理意义是吸氧速度随温度增加的速度。 、煤在氮气中加热后再冷却可使它的活性增加，并有重新恢复到原有活性的可能。 、吸氧速度常数与粒度之间成复杂关系。没有接触过氧的新鲜煤粒度越小，其表面积越大，吸氧速度也越大，但随时间衰减得也越快。三、自然发火与自然发火期 、自然发火的定义 在理论上，自然发火是指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，产生热量使其温度升高，出现发火和冒烟的现象叫自然发火。在矿井防灭火规范中规定出现下列现象之一，即为自然发火。（）煤因自燃出现明火、火炭或烟
14、雾等现象；（）由于煤炭自热而使煤体、围岩或空气温度升高至以上；(）由于煤炭自热而分解出、24(乙烯)或其它指标气体，在空气中的浓度超过预报指标，并呈逐渐上升趋势。、煤层自然发火期从（火源处的）煤层被开采破碎、接触空气之日起，至出现上述定义的自燃现象或温度上升到自燃点为止，所经历的时间叫煤层的自然发火期，以月或天为单位。煤层的自然发火期取决于煤的内部结构和物理化学性质、被开采破坏后的堆积状态参数（分散度）、裂隙或空隙度、通风供氧、蓄热和散热等外部环境等因素。四、煤炭自燃条件煤炭自燃的必要充分条件是：、有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态，堆积厚度一般要大于.m。、有较好的蓄热条件。、有适量的通风供氧。通风是维持较高氧浓度的必要条件，是保证氧化反应自动加速的前提。实验表明，氧浓度时，煤炭氧化方可较快进行。、上述三个条件共存的时间大于
