,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,前 言,案例：,1977,年抚顺矿业集团老虎台矿由于高顶浮煤自然引起瓦斯爆炸事故，造成,83,死亡。,案例：,1990,年鸡西矿业集团小衡山煤矿由于没有按规定在井下进行焊接作业发生外因火灾事故，造成,80,人死亡。,事故矿井为立井和斜井联合开拓方式，皮带斜井长为1247米，风量为2247立方米/分，皮带斜井与立井在井底车场形成并联和复杂角联网络。在下部二段皮带1334m的上部与一段皮带下部搭接施工中，由于气焊切割钢板引燃搭接硐室中的胶沫和胶条，当时井下有作业人员1477人。总工程师和9名救护队员正顺着皮带斜井进入火区侦察，火风压而使皮带斜井的入风风流突然逆转反向，发生逆转11人全部遇难。,矿井火灾防治技术的主要内容,一、矿井火灾危害及分类,二、矿井内因火灾的防治,(一)选择合理的矿井开拓系统,(二)选择适宜的采煤方法,(三)通风防火技术,(四)预防性灌浆,(五)阻化剂防火,(六)防治火灾的均压技术,三、矿井外因火灾的防治,四、火灾风流控制,(一)火灾时风流的紊乱形式,(二)火风压的生成与计算,(三)风流紊乱的原因及其防治,(四)主干风路火灾的控制,第四节 矿井火灾防治技术,一、矿井火灾危害及分类,矿井火灾是煤矿主要灾害之一，每一场火灾的发生，轻者影响生产，重者可能烧毁煤炭资源和矿井设备，更为严重者那么可能引起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。,火灾的分类,根据火灾发生的地点不同可以分为：,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、井口楼、选煤楼以及坑木场、贮煤场、矸石山等地点。,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平安，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、火药库、进回风大巷、采区变电硐室、掘进和采煤工作面以及采空区、煤柱等地点。,根据引起火灾的热源不同还将矿井火灾分成以下两类：,外因火灾或称外源火灾。,由瓦斯、煤尘爆炸、爆破作业、机械摩擦、电气设备运转不良、电源短路以及其他明火、吸烟、烧焊等引起的火灾。,外因火灾的特点：突然发生、来势迅猛。,内因火灾或称煤的自燃火灾。,指煤炭在一定的条件下，如破裂的煤柱、煤壁集中堆积的浮煤，又有一定的风量供给，自身发生物理化学变化、吸氧、氧化、发热、热量聚集导致着火而形成的火灾。,内因火灾的特点：常伴有一个孕育的过程，根据预兆能早期发现。,二、矿井内因火灾的防治,内因火灾的形成必须具备以下4个条件：,具有自燃倾向性的煤呈破碎状态并集中堆积存在；,通风供氧；,蓄热环境；,维持煤的氧化过程不断开展的时间。,煤要形成自燃，以上4个条件缺一不可。,井下易发生自燃发火的地点：,第一，采空区，特别是未及时封闭或封闭不严且留有大量浮煤的采空区；,第二，煤柱内；,第三，煤层巷道的冒空垮帮处；,第四，地质构造附近。,(,一,),选择合理的矿井开拓系统,开采自燃煤层的矿井，应选择有利于防火的开拓系统。,合理的开采系统应符合：,第一，对煤层的切割少；,第二，系统简单，运输环节少，通风线路短，通风风压低，通风设施少，矿井内外部漏风小，采(盘)区或区域划分合理；,第三，有利于灾害的预防，便于灾变时人员撤离。,其主要表达在以下几点：,1开拓巷道的布置,从预防煤炭自燃的角度出发，矿井的主要开拓巷道应布置于煤层底板岩石中，对煤层的切割少，维护量小，对开采多煤层的矿井联合布置很优越。,假设在煤层中布置开拓巷道，必须砌碹或用不燃性材料支护，且两侧应留足够尺寸的护巷煤柱。,对煤层群开采，采用联合开拓时，开拓巷道尽量布置在岩石中。假设开拓煤巷时，应布置在不自燃或自然发火性小的煤层中。,2,开采顺序,采用采,(,盘,),区后退式开采顷序比前进式开采顺序有利于防火。,后退式的优点：,运输大巷两侧为实体煤，漏风小，护巷煤柱不发火或发火少。,大巷随采,(,盘,),区的结束而报废，护巷煤柱随之被回收，,采空区易封闭，,且采空区漏风小，,煤炭自燃的几率小。,3通风系统,通风系统的合理与否对煤炭自燃的影响起相当重要的作用。,中央式通风系统的线路长、阻力大，不适合开采自燃煤层的矿井；,对角式通风线路短，阻力小，有利于防火。即使发生煤炭自燃，用密闭灭火时，不至于使全矿井停产。矿井平安出口多，便于人员撤退，平安性好，抗灾能力强,(二)选择适宜的采煤方法,采煤方法包括准备、回采巷道的布置与回采工艺。适合于自燃煤层的采煤方法应具备,(1),巷道布置简单，对煤层的切割少，漏风小，易采取各种防火措施，采空区易于封闭,(2),机械化程度高，推进速度快，采空区冒落充分；,(3),煤炭回收率高。,具体采用以下措施：,准备巷道布置。,对一些效劳年限较长的准备巷道，尽量布置在岩层中，减少对煤炭的切割。,假设布置在煤层中，应采用锚喷支护或巷道外表喷涂不燃性堵漏材料。,对于多煤层尽量采用联合或分组联合布置准备巷道。,回采巷道分采分掘。,留煤柱开采工作面，在掘进工作面巷道时，上一区段运输平巷与下一区段回风平巷采用平行掘进的方法，每隔一定的距离，开一条联络巷,图,641(a),，往往由于此联络巷封闭不严，导致上区段采空区或联络巷煤柱发生自燃。,为了解决此问题，采用各区段巷道分采分掘，取消与上区段之间的联络巷。以减少上区段间的漏风。如图,641(b),所示。,采用先进的采煤设备，采区煤炭生产集中化。,先进的采煤设备和工艺，有利于提高工作面单产，采区煤炭生产集中，一个采煤工作面可保证全矿井的产量，工作面推进速度快，采空区浮煤在较短的时间被用人窒息带，有利于防止煤炭自燃。,另外，集中化生产，工作面个数较少，暴露的煤层面积小，且推进速度快，采空区封闭及时，因此，集中化煤炭生产对防止煤炭自燃火灾极为有利。,改进煤层采煤方法，尽量减少分层数。,厚煤层的分层开采方法对于易燃煤层，当开采第一分层时不易发火，但开采其他分层发火很严重。,采用综采放顶煤一次采全高，可以减少自燃火灾的次数。,提高工作面回采率，减少采空区的遗煤,采空区遗煤是煤炭自燃的内在因素，因此，减少采空区浮煤是防止自燃的根本途径,推广无煤柱开采，减少煤柱火灾。,工作面采用后退式回采。,长壁后退式采煤工作面进、回风巷随采随废，采空区不留巷道，易对工作面采用均压，采空区漏风少。,(,三,),通风防火技术,开采自燃煤层时，要选择合理的通风系统。合理的通风系统是指：,矿井通风网路结构简单；,通风阻力小；,主要通风机与网路匹配；,通风设施少，布置合理，通风压力分布适宜。,通风压力分布合理是指矿井各通风区域之间的通风压力分布根本均衡。,(,四,),预防性灌浆,预防性灌浆是防止自然发火的一项传统措施，也是最有成效、稳定可靠的措施。,(,五,),阻化剂防火,阻化剂是一些无机盐类化合物，如氯化钙，氯化镁、氯化铵以及水玻璃等溶液，以及酿酒厂的废液、造纸厂的废液、炼镁槽和化工厂硼酸废液等，这些溶液喷洒在煤壁上，采空区或注入煤体内，具有阻止氧化，防止自燃的作用，称之为阻化剂,。,(,六,),防治火灾的均压技术,所谓均压是指均衡漏风通道进出口两端的风压以杜绝或减少漏风风量的措施，有人称之为调压。,三、矿井外因火灾的防治,主要采取两个方面措施：,一是防止失控的高温热源；,在矿井里失控的高温热源有：,电器过负荷运行、短路产生的电弧、电火花；,不正确的爆破作业形成的爆炸火焰；,机械设备运转不良造成的过热或摩擦火花；,违章吸烟、使用电炉、灯泡取暖、电焊、气焊、喷灯熔断与焊接；,及瓦斯、煤尘爆炸等而出现的明火,。,其次是在井下尽量采用不燃或耐燃的材料与制品。,金属支架；,混凝土钢筋支架；,料石砌碹；,水泥锚喷支护。,案例：,1974,年抚顺胜利矿二号入风人车斜井发生的一次外因火灾就是由于电缆接线盒爆破引燃了所在地段的木背板而造成的。,?煤矿平安规程?有关规定,新建矿井的永久井架和井口房，以井口为中心的联合建筑，都必须用不燃性材料建筑；,井口房和通风机房附近,20m,以内，不得有烟火和用火炉取暖；,井筒、平硐、各水平的井底连接处及其井底车场主要绞车道同主要运输巷道、回风巷道的连接处，井下机电硐室，主要巷道内皮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；,井下和硐室内不准存放汽油、煤油和变压器油，,井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等必须存放在盖严的铁桶内；,用过的棉纱、布头和纸等，也必须放在盖严的铁筒内，并定期送地面处理；,每一矿井必须在地面设置消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统应每隔,100m,设置支管和阀门，但在皮带式输送机的巷道中，消防管路系统应每隔,50m,设置支管与阀门。,四、火灾风流控制,(,一,),火灾时风流的紊乱形式,1,旁侧支路风流的逆转,在风流紊乱中旁侧支路风流的逆转是最常见的一种形式，如图,642,所示：,三个采区分别布置在风网的2-4、3 4、3-5三条支路中，假设I号采区的进风巷道内发生了火灾，正常情况下火烟将随风流侵袭I号采区，并通过4-5、5 6回风支路排出地面(图642a)。,火源所在风路1-2一F一4 5-6为主干风路。,而其余的支路如23、3-4、3-5均称之为旁侧支路。,风流紊乱在上行风流中发生火灾时最易发生。,2主干风路烟流的逆退,在发生火灾的倾斜巷道中，由于火源附近的上风流的同一断面上，有时出现新鲜风流从巷道的底部流向火源，一局部火灾气体在火风压的作用下，却从巷道的顶部向风流相反的方向盘旋，然后随着新鲜风流再流向火源而流出火区。,即：火烟因火风压的作用，与新鲜风流作相反运动，而火烟一直逆着火风压方向作相对运动的现象，称为风流逆退。如下图。,3火烟的滚退,在火源(热源)的上风头，在巷道的同一断面内，既有风流沿着底板以原有的风向向火源流动，同时又有烟流沿着顶板逆风回退，形成在外观上看来似乎是烟流在盘旋、滚动。火烟的滚退，往往是主干风流逆退与旁侧风流逆转即将发生的前兆。如图643所示。,(,二,),火风压的生成与计算,1,火风压的概念,矿井发生火灾时，通风网路中出现的附加热风压称为火风压。也有人称火风压为矿井火灾时期自然风压的变化量。,也就是说，发生火灾时，高温烟流流过巷道所在的风路中的自然风压发生变化，这种因火灾产生的附加的自然风压，在灾变通风中称之为火风压。,2火风压的计算,火风压，即火灾时期矿井自然风压的增量，等于发火后矿井的自然风压值与发火前矿井的自然风压值之差。如图644所示为一矿井通风系统示意图，假设在出风井井底车场发生火灾后，局部火风压(hF)为：,式中 hF局部火风压，Pa；,Z高温烟流流经回风井筒和垂高，m；,矿井进风井筒内风流的平均密度，kgm3；,o发火前出风井筒内风流的平均密度，kgm3；,s发火后出风井筒内烟流的平均密度，kgm3；,g重力加速度，ms2；,(,三,),风流紊乱的原因及其防治,1,旁侧支路风流逆转的原因与防治,旁侧支路风流的逆转主要是由于在上行风路中发生火灾时，没能及时控制，产生了较大的局部火风压而形成的。,在上行风流中发生火灾时，旁侧支路中风流保持正常、停滞以及发生逆转的原因：,(1),如果火灾发生后，未能及时控制火势，火灾烟流流经的上行风路中产生了较大的局部火风压，从而使旁侧支路风流方向发生逆转，火烟随之侵袭位于旁侧支路中的采区或工作面。,(2),为了控制火势，截断向火源的供风，通常是在火源上风头构筑临时密闭或张挂风帘。,2防止旁侧支路风流逆转的措施,在上行风流中发生火灾时，为了防止旁侧支路风流逆转、烟侵区域扩大，应采取以下四方面的措施：,(1)降低内局部系统的风压，即局部火风压。措施有：,在火源的上风头张挂风帘，构筑临时密闭以控制向火源供风，阻止火势开展。,采取直接灭火措施控制火势开展，扑灭火灾。,(2)提高或保持外局部系统的风压值。,措施有：,要保持担负火区通风主通风机的正常运转。,决不允许停止主通风机运行，更不能放下主通风机闸门。,轴流式通风机可通过调整叶片角度提高主通风机风压。,离心式风机调整导风叶片角