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1、矿井火灾学题型：名词解释、简答题、论述题前言 （必看）矿井火灾：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。其包括内因火灾（自燃火灾）和外因火灾（外部热源弓I燃可燃物） 两类。内因火灾亦称煤炭自燃火灾，是指煤因氧化产热而自然发火产生的火灾。外因火灾又称外源 火灾，是指外部热源如明火、机械冲击与摩擦、电流短路、静电等引燃可燃物造成的火灾。内因火灾（自燃火灾）占矿井火灾总数的90%以上。第一章矿井火灾学基础（必看）燃烧三要素：可燃物、热源和氧气（02）。 （必看）根据可燃物燃烧过程的差异，燃烧可分为五种基本燃烧形式：分解燃烧、表 面燃烧、蒸发燃烧、扩散燃烧、预混燃烧
2、。分解燃烧：出现于固体和部分液体燃料的燃烧中。矿井火灾中前期和中期的大部分燃烧现象 都属于这一类型。表面燃烧：无火焰的固体燃烧，发生于固体燃料燃烧的后期。蒸发燃烧：液体蒸发所产生的蒸汽与空气混合发生着火。扩散燃烧：高浓度的可燃气体与空气边混合边燃烧的燃烧现象。如果燃烧很稳定，一般情况 下不会发生爆炸。预混燃烧：在井下一定环境条件下，可燃气体与空气在着火前已经预先充分混合，且其浓度 处于燃烧（爆炸）界限之内，遇火源即会发生燃烧，称为预混燃烧。这种燃烧在混合气体分 布空间快速蔓延，在一定条件下还会转变为爆炸。富氧燃烧和富燃料燃烧的特点：富氧燃烧是供氧充分的燃烧。这类燃烧的特点是耗氧量少、 火源范围
3、小、火势强度小和蔓延速度较低。富燃料燃烧是受限空间内可燃物燃烧数量大，供氧不足的燃烧。这类燃烧的特点是火势大、 发生灾难的危险性和严重性较大。轰燃与回燃:轰然是受限空间火灾局部缓慢燃烧发展到空间内所有可燃物突然全面快速燃烧 的特殊火行为，其特点是在一定受限空间中所有的可燃物几乎同时被点燃。回燃是指富燃料燃烧产生的高温不完全燃烧产物（烟气）遇新鲜空气时发生的快速爆燃现象。富燃料火灾中“跳蛙”现象产生原理：当高温烟流在流动过程中与旁侧支路的新鲜风流交汇时，便在巷道连接处发生回燃，即形成 新的火源点。新火源又会消耗了大量氧气再次使高温烟流中氧气的含量不足，高温可燃烟气 继续向前流动，如果在巷道附近又
4、有新鲜空气涌入，在连接口附近又会再次发生回燃而形成 又一个新的火源点，这种在矿井下远离火源点形成的一个或多个再生火源的现象被形象地称 为火源发展的“跳蛙”现象。第二章煤的自燃及其特性黄铁矿作用假说：煤的自燃是由于煤层中的黄铁矿（FeS2）与空气中的水分和氧相互作用放 出热量而引起的。煤氧复合作用假说：煤氧复合作用假说认为煤自燃的主要原因是煤与氧气之间的物理、化学复合作用的结果，其复合作用包括煤对氧的物理吸附、化学吸附和化学反应产生的热量导 致煤的自燃。（必看）煤的自燃过程及特性（结合P51.煤炭自燃过程图）：煤炭自燃一般是指：煤在常温环境下会与空气中的氧气通过物理吸附、化学吸附和氧化反应 而产
5、生微小热量，且在一定条件下氧化产热速率大于向环境的散热速率，产生热量积聚使得 煤体温度缓慢而持续地上升，当达到煤的临界自热温度后，氧化升温速率加快，最后达到煤 的着火点温度而燃烧起来，这样的现象和过程就是煤的自燃。准备期：该阶段因环境起始温度低，煤的氧化 速度慢，产生的热量较小，因此需要一个较长 的蓄热过程。准备期白热自热期：氧化产生的热量使煤温继续升高，超 过煤自热的临界温度（一般为6080C）,煤 温急剧加速上升，氧化进程加快，开始出现煤 的干馏，产生芳香族的碳氢化合物（CxHy）、 氢（H2）、更多的一氧化碳（C0）等可燃气体。 燃烧期：当达到临界温度点，煤氧化的产热与 煤所在环境的散热
6、就失去了平衡，即产热量将 高于散热量，就会导致煤与环境温度的上升，从而加速了煤的氧化速度并又产生更多的热量，直至煤自燃起来。临界温度TC也称自热温度：是能使煤自发燃烧的最低温度，一般在6080C之间，通常取 值为70C。煤的自燃倾向性：煤自燃难易程度，是煤低温氧化性的体现。（必看）影响煤自燃的内在因素：煤的变质程度、煤的水分、煤岩成分、煤的含硫量、 煤的粒度、孔隙度、煤的瓦斯含量。煤的变质程度：一般说来，煤的煤化程度愈低，挥发分就愈高，氢氧含量就愈大，其自燃危 险性就愈大。自燃危险性：褐煤三烟煤三无烟煤。煤的水分：煤的含水量对其氧化进程的影响表现在两个方面。在煤炭自燃初始阶段，水分起 到催化作
7、用。在一定条件下，水分又可以起到阻化作用。煤岩成分：不同的煤岩成分有着不同的氧化性，氧化趋势按下列顺序降低：镜煤、亮煤、暗 煤、丝煤。煤的含硫量：硫氧化能力相对来说要比煤强，因此在其它成分相差无几的情况下，含硫多的 煤在同样条件下易于氧化、易于自燃。煤的粒度、孔隙度：完整的煤层和大块堆积的煤一般不会发生自燃；煤的粒度过于小时，氧 气难以进入堆积的煤体内部，影响煤的氧化；孔隙越发育的煤，往往越易于自燃。 煤的瓦斯含量：瓦斯或者其它气体含量较高的煤，煤发生自燃的危险性也相应减小。煤对氧的物理吸附特性及化学吸附特性：吸附力主要是范德华力、吸附可逆；煤吸附氧的 吸附热一般为3.41kJ/mol ；煤的
8、物理吸附特性与煤的变质程度具有一定的关系。化学吸附时吸附分子与固体表面间有某种化学作用，即它们之间有电子的交换、转移或共有， 从而可导致原子的重排、化学键的形成与破坏；化学吸附速度与化学反应类似，吸附需活 化能，速度比较慢，属单分子层吸附，而且是不可逆的，有明显的选择性；煤的化学吸附 热一般为 80420 kj/mol。（必看）煤的自燃倾向性：煤自燃难易程度，是煤低温氧化性的体现，是煤的内在属性之一。色谱吸氧法的鉴定指标：喋样干燥无坝基挥发分壯？1圖时自嘯蹄 性分类自自燃倾向性煤的吸氧童V/cm呻干煤I豳自燃Vd0. TO10.402.00自廠向性等级境之时起到自燃（温度达到该煤的着火点温度）
9、所需的时间。（必看）煤的自燃彳倾向性和自然发火 往往就短，但二者有着明显的不同。火期的关系：尽管自燃倾向性高的煤，自然发火期 煤的目燃倾向性只反映煤目燃的内因条件，而煤的自然发火期，不仅受内因条件的影响，还受煤炭自燃的地质、采矿、通风等外因条件的 影响，因此更能表征一个矿井或煤层的自然发火特征。事实上，煤自燃倾向性的高低不 能完全决定自然发火期长短，二者间没有必然的对应关系。确定自然发火期的方法：统计比较法、类比法、实验室测定法、综合法。第三章矿井火灾的预测预报.（必看）煤自然发火的条件：1煤具有自燃倾向性且成破碎状态堆积2有连续的通风 供氧条件3热量易于堆积4持续一定的时间. （必看）采空区
10、划分的三个漏风带：不自燃带（02浓度15%）、自燃带（5% = 02浓度 =15%）和窒息带（02浓度 5%）停采线：采煤工作面终止采煤的边界开切眼:是在运输巷和回风巷之间顺煤层掘进一条巷道.（必看）指标选用的原则：灵敏性、规律性和可测性煤自燃指标气体的采样分析方式：人工取样分析和通过自动化采样装置取样分析. （必看）国内采用的是以CO、C2H4、C2H2等为主的综合预测预报指标体系第四章防治煤炭自燃技术.（必看）防治煤炭自燃的开采技术措施：采用合理的矿井开拓和巷道布置、坚持合理 的开釆方法和开釆顺序、控制矿山压力和减少煤体破碎、合理的通风系统分层开采与综放开采的利弊（P162）U形、W形、Y
11、形通风方式利弊（P166）工作面U型通风：优点：结构简单、巷道施工维护量小、风流稳定、便于管理等特点；缺点： 倾向较长的易自燃煤层工作面，采用U型通风系统，进回风侧压差较大易造成向采空区漏风 的状况，不利于防止煤炭自燃。工作面W型通风：优点： 减少了采准巷道的开掘和维护费用。 风阻小，风量大，漏风量小，利于防火。 在该巷中有回收安装维修采煤设备的良好环境 既保证了运输设备处于新鲜风流中，又保证了进、回风巷的总断面比较接近。缺点：通风方式增加了掘进费用和巷道维护费用。工作面Y型通风：优点： 采空区的瓦斯，通过巷旁支护流入回风平巷，该通风方式较好地解决了回采工作面上隅角 的瓦斯超限之患； 工作面上
12、、下端均处于进风流中，因此改善了作业环境； 实行沿空留巷，可提高采区回收率。缺点：Y型通风必须保证沿空巷巷壁的密闭性，否则反而更容易向采空区漏风而加剧煤炭自 燃井巷漏风测定方法：瞬时释放法、连续稳定释放法 （必看）均压防灭火是采用风窗、风机、连通管、调压气室等调压手段，改变通风系 统内的压力分布，降低漏风通道两端的压差，减少漏风，从而达到抑制河西灭火区的 目的均压技术：开区均压和闭区均压开区均压的措施有：调节风窗均压、局部通风机均压、调节风窗与局部通风机联合均压 闭区均压技术措施有：并联风路与调节风门联合均压、调压风机与调节风门联合均压、连通 管均压。输浆倍线表示输浆管路阻力与压力之间关系，用
13、N表示。静压输送时：N = L/H式中L浆液自地面管路的入口至灌浆区管路的出口管线总长度，m；H浆液入出口之间的高差，m；浆液的输送倍线：是指从地面注浆站至井下注浆点的管线长度与垂高之高一般情况下，浆液的输送倍线值一般在38之间，最好在56范围内变化。倍线过大，则 相对于管线阻力的压力不足，浆液输送受阻，容易发生堵管现象；倍线过小，浆液出口压力 过大，对浆液在注浆区内的分布不利。制取氮气方法：深冷空分、变压吸附和膜分离阻化剂的评价指标包括有阻化率和阻化衰退期。阻化率：煤样在阻化处理前后放出的CO量的差值与未经阻化处理时放出的CO量的百分比 阻化衰退期：煤炭经阻化处理后，阻止氧化的有效日期阻化剂
14、灭火工艺：喷洒阻化剂液、打钻孔压注阻化液、借助漏风方向向采空区送入雾化阻化 剂。凝胶防灭火特性：固水、隔氧、耐热、阻化。三相泡沫防灭火机理：1包裹煤体，隔绝氧气，封堵漏风通道与煤体裂隙2吸热降温，降 低煤体和周围环境的温度3降低采空区氧气浓度，抑制煤的氧化，窒息自燃的煤体4润湿 煤体，增加煤体的湿度5抑制煤体自由基的产生，阻断已有自由基和官能团的链式反应第五章矿井火灾时期的风流紊乱 （必看）风流紊乱的概念、基本形式及原因风流紊乱是指井下发生火灾时，在火和烟气的作用下，正常情况时巷道内风流的流动方向 以及风量的分配被打乱，火灾产生的有毒有害烟气进入到进风流中，使得事故范围进一步 扩大，造成大量的
15、人员伤亡。风流紊乱的基本形式是烟流逆退和风流逆转。在矿井巷道中，如果火源处向上流动的烟流受顶板的阻挡，热烟气将在巷道的顶部形成沿巷 道进、回两个方向的流动，其中巷道顶部逆着巷道进风方向流动的烟流被称为烟流逆退。 通风网络中的某分支风流方向发生改变的现象叫风流逆转。风流紊乱的原因：一方面，由于对空气的加热使其密度下降，在非水平的巷道分支将产生 附加火风压；另一方面，通风巷道中会产生热膨胀，就会减少主干通风巷道的质量流量， 即产生节流效应。 （必看）风流控制方法：反风法、短路法、调压法第七章火区封闭和启封 （必看）火区密闭的原则是：准备先行，行动果断，密闭墙要“密、少、快、小”（封 闭“四字诀” “密、少、快、小”。“密”是指密闭墙要严密，尽量减少漏风；“少”是指密闭墙的道数要少；“快”是指封闭墙的施工速度要快；“小”是指封闭范围要尽 量小)，实施过程要加强监控 (必看)火区启封条件：规程第二百四十八条规定：“封闭的火区，只有经取样化验 证实火已熄灭后，方可启封或注销。火区符合以下条件时
