矿井防灭技术矿井防灭技术1主要内容主要内容矿井火灾基础知识矿井火灾基础知识外因（源）火灾的预防外因（源）火灾的预防煤炭自燃火灾煤炭自燃火灾预防煤炭自燃的开采和通风技预防煤炭自燃的开采和通风技术措施术措施灌浆防火与凝胶防火灌浆防火与凝胶防火阻化剂防火与氮气防灭火阻化剂防火与氮气防灭火矿山灭火技术矿山灭火技术2第一部分第一部分 矿井火灾基础知识矿井火灾基础知识矿井火灾的概念矿井火灾的概念矿井火灾的分类及其特点矿井火灾的分类及其特点矿井火灾的危害矿井火灾的危害3矿井矿井/ /煤田火灾：煤田火灾：发生在矿井地面发生在矿井地面/ /井下或井下或煤田范围内，威胁安全生产、造成一定资源煤田范围内，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。和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故。包括：包括：矿井工业广场内的厂房、仓库矿井工业广场内的厂房、仓库储煤场储煤场井口房、风机房井口房、风机房井筒、井巷井筒、井巷采掘工作面及采空区等处的火灾。采掘工作面及采空区等处的火灾。1.1 1.1 矿井火灾概念矿井火灾概念41.2 1.2 矿井火灾的类型及其特点矿井火灾的类型及其特点. .按引火原因分类按引火原因分类 1)1)内因内因( (自燃自燃) )火灾火灾 有些可燃物在一定条件下，自身发生化学或有些可燃物在一定条件下，自身发生化学或化学物理变化，积聚热量达到燃烧，由此热化学物理变化，积聚热量达到燃烧，由此热源形成的火灾。源形成的火灾。特点：特点：有预兆、地点隐蔽、持续时间长、难以扑灭。有预兆、地点隐蔽、持续时间长、难以扑灭。 2)2)外因火灾外因火灾 由外部高温热源引燃可燃物而造成的火灾。由外部高温热源引燃可燃物而造成的火灾。特点：特点：无预兆、发生突然、发展速度快、地点广泛。无预兆、发生突然、发展速度快、地点广泛。56 2.2.按火灾发生地点分类按火灾发生地点分类 1) 1)地面火灾地面火灾 指发生在矿井工业场地内的厂房、仓库、储煤场、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。矸石山和坑木场等处的火灾。特点：特点：征兆明显、易于发现、空气供给充分、征兆明显、易于发现、空气供给充分、 燃烧完全、烟雾易于扩散、有毒气体燃烧完全、烟雾易于扩散、有毒气体 产生量较少、易于扑灭等。产生量较少、易于扑灭等。 2) 2)井下火灾井下火灾 指发生在井下或地面但能波及到井下的火灾。指发生在井下或地面但能波及到井下的火灾。特点：特点：空间、供氧条件有限、地点隐蔽、初空间、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。期征兆不明显、不易发现、难于扑灭。7井下火灾井下火灾又可分为上行风流火灾、下行风流火灾和又可分为上行风流火灾、下行风流火灾和进风流火灾。进风流火灾。火风压火风压发生火灾时，高温烟气流经有高差的井发生火灾时，高温烟气流经有高差的井巷所产生的巷所产生的附加风压附加风压。主干风路主干风路火灾发生后，从进风井流向火源，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。经过火源流向回风井的一条风路。旁侧支路旁侧支路除主干风路之外的其他风路。除主干风路之外的其他风路。上行风流火灾特点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。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。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。稳定，甚至发生风流逆转。8下行风流火灾特点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。火风压方向与主通风机风压作用方向相反。主干风路风流不稳定，火风压达到一定值时，将主干风路风流不稳定，火风压达到一定值时，将发生逆转。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，需采用复杂得多，需采用特殊的灭火救火措施特殊的灭火救火措施。进风流火灾特点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。灾称为进风流火灾。发生于新鲜风流中，供发生于新鲜风流中，供O2充足，发展快，早期不充足，发展快，早期不易发现。易发现。高温烟流和有毒有害气体高温烟流和有毒有害气体采掘面采掘面人员死亡。人员死亡。措施：措施：反风（全矿井、区域性或局部性）反风（全矿井、区域性或局部性）9 3. 3.按火灾发生的具体位置分类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。掘工作面火灾和采空区火灾等。 4. 4.按引火性质分类按引火性质分类原生火灾和次生火灾（衍生原生火灾和次生火灾（衍生/ /再生火灾）。再生火灾）。 5. 5.按燃烧物质的不同分类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、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、坑木火灾、煤炭自燃炸药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、煤炭自燃火灾和瓦斯燃烧火灾等。火灾和瓦斯燃烧火灾等。10我国煤矿火灾我国煤矿火灾十分严重，其中十分严重，其中90%90%以上属于煤以上属于煤炭自燃火灾。据统计，全国国有煤矿中大约炭自燃火灾。据统计，全国国有煤矿中大约50%50%的矿井存在自然发火危险，仅的矿井存在自然发火危险，仅19961996年国有年国有矿井自然发火就达矿井自然发火就达548548次，封闭火区次，封闭火区255255处；目处；目前新疆还有前新疆还有3737处煤田火区，且仍以处煤田火区，且仍以30003000多万多万t/at/a的燃烧速度蔓延。的燃烧速度蔓延。矿井火灾作为煤矿矿井火灾作为煤矿五大自然灾害之一五大自然灾害之一，常常会，常常会造成造成重大人员伤亡、物资器材损毁、煤炭资源重大人员伤亡、物资器材损毁、煤炭资源被烧毁或被冻结，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸被烧毁或被冻结，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸，带来更严重的带来更严重的灾难性后果灾难性后果。1.3 1.3 矿井火灾的危害矿井火灾的危害11 1. 1.产生大量有毒有害气体产生大量有毒有害气体CO、CO2和和SO2等随风流扩散，殃及相当大范围等随风流扩散，殃及相当大范围甚至全矿井甚至全矿井人员伤亡。人员伤亡。95%95%以上的遇难人员均为以上的遇难人员均为中毒而亡。中毒而亡。 2. 2.产生高温产生高温火源及附近温度常在火源及附近温度常在10001000以上。以上。 3. 3.引起瓦斯煤尘爆炸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。瓦斯煤尘爆炸响范围。瓦斯煤尘爆炸火灾。火灾。 4. 4.重大经济损失和人员伤亡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每年由于煤层自燃造成的直接和间接经济损失超过过5050亿元。亿元。 1961.3.16 1961.3.16抚顺胜利矿的一次火灾死抚顺胜利矿的一次火灾死亡亡110110人人。12COCO和和SOSO2 2对人体的危害对人体的危害气体气体危害性危害性中毒症状中毒症状SO2有强烈毒性，与眼、呼有强烈毒性，与眼、呼吸道的湿表面接触后能吸道的湿表面接触后能形成硫酸，对眼、呼吸形成硫酸，对眼、呼吸道有严重的腐蚀作用，道有严重的腐蚀作用，可引起肺水肿。可引起肺水肿。浓度为浓度为20ppm时引起眼红肿、时引起眼红肿、咳嗽、喉痛；咳嗽、喉痛；浓度为浓度为500ppm时引起急性支气时引起急性支气管炎、肺水肿，并在短时间内管炎、肺水肿，并在短时间内死亡。死亡。CO毒性极强，阻碍毒性极强，阻碍O2与血与血红蛋白的结合，使人体红蛋白的结合，使人体缺氧窒息而死亡。缺氧窒息而死亡。轻微中毒：轻微中毒：耳鸣、头痛、心跳；耳鸣、头痛、心跳；严重中毒：严重中毒：四肢无力、呕吐、四肢无力、呕吐、 丧失行动能力；丧失行动能力；致命中毒：致命中毒：丧失知觉、痉挛、丧失知觉、痉挛、 呼吸停顿、死亡呼吸停顿、死亡13 5. 5.风流紊乱，使灾性扩大，加剧危害风流紊乱，使灾性扩大，加剧危害逆转逆转巷道全断面风流反向巷道全断面风流反向 逆退逆退新风顺风向从巷底流入，热烟流沿巷顶流出新风顺风向从巷底流入，热烟流沿巷顶流出滚退滚退新风顺风向从巷底流入的同时，热烟流沿巷顶逆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向回退并流向火源14物质燃烧的充要条件物质燃烧的充要条件富燃料燃烧和富氧燃烧富燃料燃烧和富氧燃烧外因火灾的预防外因火灾的预防外因火灾预防的规定外因火灾预防的规定预防外因火灾的技术措施预防外因火灾的技术措施第二部分第二部分 矿井外因火灾及其预防矿井外因火灾及其预防15. .必要条件必要条件-可燃物、助燃物、高温能量可燃物、助燃物、高温能量（火源）。（火源）。. .充分条件充分条件-三个必要条件同时存在，互三个必要条件同时存在，互相作用，且相作用，且Q Q生生QQ散散2.1 2.1 物质燃烧的充要条件物质燃烧的充要条件氧气氧气可燃物可燃物热源热源氧气氧气链式反应链式反应可燃物可燃物热源热源163.3.煤矿井下常见的可燃物煤矿井下常见的可燃物固体可燃物：固体可燃物：坑木、荆条，皮带、胶质风筒，坑木、荆条，皮带、胶质风筒，电缆，棉纱、布头、纸，煤及煤尘。电缆，棉纱、布头、纸，煤及煤尘。液体可燃物：液体可燃物：变压器油、液压油和润滑油。变压器油、液压油和润滑油。气体可燃物：气体可燃物：瓦斯、氢气、瓦斯、氢气、H H2 2S S等。等。4.4.引起外因火灾的热源引起外因火灾的热源明火：明火：高温焊碴、吸烟、电炉等。高温焊碴、吸烟、电炉等。电能热源：电能热源：电弧、电火花等。电弧、电火花等。爆破热源：爆破热源：放明炮、糊炮等。放明炮、糊炮等。机械摩擦火：机械摩擦火：机械设备运转不良。机械设备运转不良。瓦斯、煤尘爆炸。瓦斯、煤尘爆炸。171.1.富氧燃烧与富燃料燃烧富氧燃烧与富燃料燃烧2.2 2.2 富氧燃烧和富燃料燃烧富氧燃烧和富燃料燃烧182. 2. 富燃料火灾的危险、燃烧条件及控制富燃料火灾的危险、燃烧条件及控制191.1.我国的消防方针我国的消防方针-预防为主，防消结合预防为主，防消结合2.2.防火对策防火对策-“3 3”对策对策(1)(1)技术技术(Engineering)(Engineering)对策对策灾前对策灾前对策-防止起火、防止火灾扩大防止起火、防止火灾扩大灾后对策灾后对策-报警、控制、灭火、避难报警、控制、灭火、避难(2)(2)教育（教育（EducationEducation）对策）对策 知识、技术、态度知识、技术、态度(3)(3)管理管理/ /法制（法制（ Enforcement Enforcement）对策）对策制定各种规程、规范和标准，且强制性执行。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。前两者是防火的基础，后者是防火的保证。2.3 2.3 外因火灾的预防对策外因火灾的预防对策202.4 2.4 外因火灾预防的规定外因火灾预防的规定1.1.地面火灾的预防规定地面火灾的预防规定生产和在建矿井生产和在建矿井必须制定井上、下防火措施必须制定井上、下防火措施。木料场、矸石山、炉灰场木料场、矸石山、炉灰场距离距离进风井不得小于进风井不得小于80m80m。新建矿井的永久井架、井口房和以井口为中心的新建矿井的永久井架、井口房和以井口为中心的联联合建筑合建筑，必须用，必须用不燃性材料建筑不燃性材料建筑。进风井口应装设进风井口应装设防火铁门防火铁门，若不设则必须有防止烟，若不设则必须有防止烟火进入矿井的安全措施。火进入矿井的安全措施。井口房和通风机房附近井口房和通风机房附近20m20m内，内，不得有烟火或用火不得有烟火或用火炉取暖炉取暖。暖风道和压入式通风的风硐必须用不燃性。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。材料砌筑，并应至少装设两道防火门。矿井必须设矿井必须设地面消防水池地面消防水池，并经常保持不少于，并经常保持不少于200m200m3 3的水量。的水量。212.2.井下外因火灾预防的规定井下外因火灾预防的规定1)1)井下必须井下必须设消防管路系统设消防管路系统，管路系统应每隔，管路系统应每隔100m100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每隔设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每隔50m50m设置支管和阀门。设置支管和阀门。2)2)井筒、平硐与各水平的连接处及井底车场，主要井筒、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设备硐室，主要巷道内道带式输送机机头前后两端各各20m20m范围内，都必须用范围内，都必须用不燃性材料支护不燃性材料支护。3)3)井下井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉严禁使用灯泡取暖和使用电炉。4)4)井下和井口房内井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接不得从事电焊、气焊和喷灯焊接工作工作。5)5)井下井下严禁存放汽油、煤油和变压器油严禁存放汽油、煤油和变压器油。226)6)井上、下必须设置井上、下必须设置消防材料库消防材料库，并应装备消防车，并应装备消防车7)7)井下爆炸材料库、机电设备硐室、检修硐室、材井下爆炸材料库、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，应巷道以及采掘工作面附近的巷道中，应备有灭火器备有灭火器材材，其数量、规格和存放地点，应在灾害预防和处，其数量、规格和存放地点，应在灾害预防和处理计划中确定。理计划中确定。8)8)采用滚筒驱动带式输送机运输时，必须使用采用滚筒驱动带式输送机运输时，必须使用阻燃阻燃输送带输送带，其托辊的非金属材料零部件和包胶筒的胶，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。料，其阻燃性和抗静电性必须符合有关规定。9)9)采用矿用防爆型油动力装置时，排气口的采用矿用防爆型油动力装置时，排气口的排气温排气温度不得超过度不得超过7070，其表面温度不得超过，其表面温度不得超过150150。2310)10)井下电缆井下电缆必须选用经检验合格的并取得煤必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的矿矿用产品安全标志的阻燃电缆阻燃电缆。11)11)井下爆破井下爆破不得使用过期或严重变质的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；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。的炮眼严禁爆破，严禁裸露爆破。12)12)箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时，进风井时，井筒井筒中必须装设中必须装设自动警灭装置和自动警灭装置和敷设消防管路敷设消防管路。24预防火灾发生有两个方面：一是预防火灾发生有两个方面：一是防止火源产生防止火源产生；二是；二是防止已发防止已发生的火灾事故扩大生的火灾事故扩大，以尽量减少火灾损失。，以尽量减少火灾损失。1.1.防止火源产生防止火源产生(1)(1)防止失控的高温热源产生和存在防止失控的高温热源产生和存在。按煤矿安全规程及其执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。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)(2)尽量不用或少用可燃材料尽量不用或少用可燃材料，不得不用时应与潜在热源保持，不得不用时应与潜在热源保持一定的安全距离。一定的安全距离。 (3)(3)防止产生机电火灾防止产生机电火灾。(4)(4)防止摩擦引燃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；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。防止摩擦引燃瓦斯。(5)(5)防止高温热源和火花与可燃物相互作用防止高温热源和火花与可燃物相互作用。2.5 2.5 预防外因火灾的技术措施预防外因火灾的技术措施252.2.防止火灾蔓延的措施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，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范围内，然后采取灭火措施将其把火灾局限在最小的范围内，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。其熄灭，对于减少火灾的危害和损失是极为重要的。其措施有：措施有：在适当的位置建造在适当的位置建造防火门防火门，防止火灾事故扩大。，防止火灾事故扩大。每个矿井地面和井下都必须设立每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库消防材料库。每一矿井必须在每一矿井必须在地面设置消防水池地面设置消防水池，在，在井下设置井下设置 消防管路系统消防管路系统。主要通风机必须具有主要通风机必须具有反风系统或设备、反风设施反风系统或设备、反风设施， 并保持其状态良好。并保持其状态良好。26煤炭自燃机理煤炭自燃机理煤炭自然发火及自然发火期煤炭自然发火及自然发火期煤炭自燃条件煤炭自燃条件影响煤炭自然发火的因素影响煤炭自然发火的因素煤自燃过程及特点煤自燃过程及特点第三部分第三部分 煤炭自燃火灾煤炭自燃火灾271.1.煤炭自燃机理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。用学说以及煤氧化合学说等。2.2.自燃发火与自然发火期自燃发火与自然发火期自燃发火：自燃发火：有自燃倾向性的煤层被开采破碎后在常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，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。出现发火和冒烟的现象。自然发火期：自然发火期：从煤层被开采破碎接触空气之日起，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。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）（以月或天计）3.1 3.1 煤炭自燃理论基础煤炭自燃理论基础283.3.煤炭自燃条件煤炭自燃条件具有自燃倾向的煤被开采后呈具有自燃倾向的煤被开采后呈破碎堆破碎堆积状态积状态，其厚度大于，其厚度大于0.4m0.4m。有适量的有适量的通风供氧通风供氧。有较好的有较好的蓄热条件蓄热条件。上述三条件上述三条件共存的时间共存的时间大于煤的自然大于煤的自然发火期。发火期。第第(1)(1)是是内因内因，取决于，取决于煤本身的物理化学性质煤本身的物理化学性质；其；其他为外因，取决于地质开采因素。他为外因，取决于地质开采因素。294.4.煤炭自燃过程及特点煤炭自燃过程及特点(1)(1)潜伏（自燃准备）期潜伏（自燃准备）期：以物理吸附，煤温开始升高，以物理吸附，煤温开始升高，无宏观现象。无宏观现象。(2)(2)自热阶段自热阶段煤氧化反应自动加速煤氧化反应自动加速氧化生成热量逐渐积累氧化生成热量逐渐积累温度自动升高温度自动升高(3)(3)自燃阶段自燃阶段煤温达到其自燃点后煤温达到其自燃点后若能得到充分的供氧（风）若能得到充分的供氧（风）则发生燃烧，出现明火则发生燃烧，出现明火(4)(4)熄灭：熄灭：降到燃点以下，降到燃点以下， 自动熄灭。自动熄灭。305.5.影响煤炭自然发火的因素影响煤炭自然发火的因素(1)(1)煤的自燃性能煤的自燃性能煤的分子结构煤的分子结构。煤化程度煤化程度。煤的自燃倾向性随煤化程度增高而降。煤的自燃倾向性随煤化程度增高而降低。低。煤岩成分煤岩成分。镜煤。镜煤 亮煤亮煤 暗煤暗煤 丝炭。丝炭。煤中的瓦斯含量煤中的瓦斯含量。它类似用惰性气体稀释空气对。它类似用惰性气体稀释空气对氧化发生的影响。氧化发生的影响。水分水分。既有加速氧化的一面，也有阻滞氧化的因。既有加速氧化的一面，也有阻滞氧化的因素。素。煤中煤中硫和其它矿物质硫和其它矿物质，煤中含有的硫和其它催化，煤中含有的硫和其它催化剂，则会加速煤的氧化过程。剂，则会加速煤的氧化过程。 31(2)(2)开采技术开采技术矿井的开拓方式、采区巷道布置、回采方矿井的开拓方式、采区巷道布置、回采方法和回采工艺、通风系统和技术管理等开法和回采工艺、通风系统和技术管理等开采技术和管理水平，对自然发火起决定性采技术和管理水平，对自然发火起决定性影响。影响。矿井开拓方式和采区巷道布置。矿井开拓方式和采区巷道布置。回采方法和回采工艺，但其决定的因素是回采方法和回采工艺，但其决定的因素是回采率和工作面推进速度。回采率和工作面推进速度。32(3)(3)采空区三带分布采空区三带分布采空区三带划分采空区三带划分 对于后对于后“U”“U”通风系统通风系统( (一源一汇一源一汇) )的采空区，按漏风风速、的采空区，按漏风风速、采空区氧气浓度、采空区遗煤温升速度和遗煤发生自燃的可采空区氧气浓度、采空区遗煤温升速度和遗煤发生自燃的可能性采空区可分为三带能性采空区可分为三带 散热带散热带：L L1 1=5=520m,20m,由于自由堆积，空隙漏风大，由于自由堆积，空隙漏风大，Q Q生生QQQ散散。 窒息（不自燃）带窒息（不自燃）带：漏风小，氧气浓度低。漏风小，氧气浓度低。L1L2W33划分三带的指标有三种：划分三带的指标有三种： A. A.采空区漏风风速采空区漏风风速V V（V0.9m/sV0.9m/s为散热带；为散热带；0.9V0.02m/s0.9V0.02m/s为为自燃带；自燃带； V V 0.02m/s0.02m/s为窒息带。）；为窒息带。）； B. B.采空区氧浓度（采空区氧浓度（C C）分布）分布（认为（认为C C8%8%为窒息带，为窒息带，C8%C8%为自为自燃带）；燃带）； C. C.采空区遗煤温升速度采空区遗煤温升速度（dt1/ddt1/d为自燃带）。为自燃带）。 由于缺少深入的理论研究和试验结果，此指标目前尚难以应用。由于缺少深入的理论研究和试验结果，此指标目前尚难以应用。采空区遗煤自燃的条件及其影响因素采空区遗煤自燃的条件及其影响因素 设自燃带的最大宽度为设自燃带的最大宽度为L L1 1+L+L2 2，工作面的推进速度为，工作面的推进速度为V V，自然发，自然发火期为火期为S S，在自燃带内煤暴露于空气的最长时间为，在自燃带内煤暴露于空气的最长时间为(月月) )，则则 (L(L1 1+L+L2 2) / V) / V 当当 S S时，可能发生自燃。时，可能发生自燃。 34(4)(4)漏风漏风 在在煤煤炭炭氧氧化化过过程程的的热热平平衡衡关关系系中中，漏漏风风起起两两方方面面的的作作用用：一一是是向向煤煤提提供供氧氧化化所所必必须须的的氧氧气气，促促进进氧氧化化发发展展；二二是是带带走走氧氧化化生生成成的的热热量量，降降低低煤煤温温，抑抑制制氧氧化化过过程程发展发展。 苏苏联联学学者者研研究究表表明明，采采空空区区及及煤煤柱柱的的漏漏风风强强度度在在0.1-0.24 m m3 3/(min.m/(min.m2 2) ) 时时容容易易自自然然发发火火。有有的的作作者者认认为为不不会会导导致致自自燃燃的的极极限限风风速速低低于于0.020.05 m3/(min.m2) )；封封闭闭采采空空区区密密闭闭墙墙漏漏风风压压差差在在300Pa300Pa、漏漏风风强强度度在在0.021.2m3/(min.m/(min.m2 2) ) 时时容容易易自自然然发发火火。因因此此，有有一一定定局局限限性性。但但对对我我们们研研究究自自燃燃问问题题是是有有参参考考价价值值的的。把把风风速速控控制制在在易易燃燃风风速速区区之之外外，是是从从通通风风的的角角度度预预防防自然发火的原则。自然发火的原则。35(5)(5)地质因素地质因素倾角。越大越严重。倾角。越大越严重。煤层厚度。越大越严重。煤层厚度。越大越严重。地质构造。在有地质构造的地区，地质构造。在有地质构造的地区，自燃危险性加剧。自燃危险性加剧。开采深度。开采深度。366.6.煤层自燃倾向性鉴定煤层自燃倾向性鉴定(1)(1)鉴定目的鉴定目的划分煤层自然发火等级，区分煤的自燃危险程度，划分煤层自然发火等级，区分煤的自燃危险程度，便于分级管理，采取相应的防火措施。便于分级管理，采取相应的防火措施。(2)(2)煤层自燃倾向性的鉴定方法煤层自燃倾向性的鉴定方法19921992年版的煤矿安全规程执行说明规定采用年版的煤矿安全规程执行说明规定采用吸氧量法吸氧量法（3030常压下吸氧量）。常压下吸氧量）。等级等级自燃倾向等级自燃倾向等级 褐煤、烟煤褐煤、烟煤高硫煤、无烟煤高硫煤、无烟煤硫含量硫含量容易自燃容易自燃0.81.02.0%自燃自燃0.410.790.81.02.0%不易自燃不易自燃0.410.8 上限上限主通风机成为阻力主通风机成为阻力反风反风( (全矿反风；区域性反风；局部反风全矿反风；区域性反风；局部反风) )风流短路风流短路进风系统进风系统 797.2 7.2 直接灭火技术直接灭火技术矿山灭火原理矿山灭火原理冷却冷却，把燃烧物质的温度降低到燃点以下。，把燃烧物质的温度降低到燃点以下。隔离和窒熄隔离和窒熄，使燃烧反应体系与环境隔离，抑制，使燃烧反应体系与环境隔离，抑制参加反应的物质。参加反应的物质。稀释稀释，降低参加反应物，降低参加反应物( (液、气体）的浓度。液、气体）的浓度。中断链反应中断链反应。1.1.直接灭火直接灭火采用采用灭火剂或挖出火源灭火剂或挖出火源等方法把火直接扑等方法把火直接扑灭，称为直接灭火法。灭，称为直接灭火法。801)1)常用灭火剂及其使用方法常用灭火剂及其使用方法可用于扑灭火源的物质，称为可用于扑灭火源的物质，称为灭火剂灭火剂。常用的灭火剂常用的灭火剂有：水、泡沫、干粉、二有：水、泡沫、干粉、二氧化碳、四氯化碳、卤代烷、惰气、砂氧化碳、四氯化碳、卤代烷、惰气、砂子和岩粉等。子和岩粉等。(1)(1)水水水是不燃液体，是消防上常用的灭火剂水是不燃液体，是消防上常用的灭火剂之一。使用方法有之一。使用方法有水射流水射流和和水幕水幕两种形两种形式。式。81(2)(2)泡沫泡沫泡沫是一种体积小，表面被液体围成的气泡群。泡沫是一种体积小，表面被液体围成的气泡群。泡沫的比重小，且流动性好，可实现远距离立体泡沫的比重小，且流动性好，可实现远距离立体灭火，具有持久性和灭火，具有持久性和抗燃烧性抗燃烧性，导热性能低导热性能低，粘粘着力大着力大。泡沫覆盖在火源周围，形成严密的复盖。泡沫覆盖在火源周围，形成严密的复盖层，并能保持一定时间，使燃烧区与空气隔绝，层，并能保持一定时间，使燃烧区与空气隔绝，具有具有窒息作用窒息作用；复盖层具有；复盖层具有防辐射和热量向外传防辐射和热量向外传导作用导作用；泡沫中的水份蒸发可以吸热降温，起到；泡沫中的水份蒸发可以吸热降温，起到冷却作用冷却作用。泡沫灭火剂可分为泡沫灭火剂可分为化学灭火剂化学灭火剂和和空气泡沫灭空气泡沫灭火剂火剂两类。两类。82(3)(3)干粉干粉干粉灭火剂干粉灭火剂是目前公认的灭火效力较高的一种是目前公认的灭火效力较高的一种新型的化学灭火剂，应用范围比较广泛。新型的化学灭火剂，应用范围比较广泛。干粉灭火的原理干粉灭火的原理干粉靠加压气体的压力从喷咀内喷出，形干粉靠加压气体的压力从喷咀内喷出，形成一股雾状气流，射向燃烧物，接触火焰和成一股雾状气流，射向燃烧物，接触火焰和高温后，受热分解，吸热并放出不燃气体高温后，受热分解，吸热并放出不燃气体（NH3和和H2O(g) )，可以，可以稀释稀释火区范围内的火区范围内的氧浓度氧浓度；干粉及其热解产物可抑止碳氢自由；干粉及其热解产物可抑止碳氢自由基生成，基生成，破坏燃烧链反应破坏燃烧链反应；细的粉沫在高温；细的粉沫在高温作用下溶化、胶结，形成复盖层具有良好的作用下溶化、胶结，形成复盖层具有良好的“热帐热帐”作用作用。83(4)(4)卤代烃灭火剂卤代烃灭火剂常用的卤代烃灭火剂常用的卤代烃灭火剂是用氟、氯、溴取代甲烷是用氟、氯、溴取代甲烷和乙烷中的和乙烷中的氢氢而成，因此也叫卤代烷灭火剂。而成，因此也叫卤代烷灭火剂。灭火原理灭火原理在氮气的压力作用下，灭火剂立即成雾状喷出，在氮气的压力作用下，灭火剂立即成雾状喷出，形成比重大、扩散慢的气体，能在较长时间内滞形成比重大、扩散慢的气体，能在较长时间内滞留在火区内。其作用是降低火区氧浓度之外，中留在火区内。其作用是降低火区氧浓度之外，中断链反应，阻止燃烧，并兼有一定窒息和冷却作断链反应，阻止燃烧，并兼有一定窒息和冷却作用。用。(5)(5)砂子和岩粉砂子和岩粉砂子和岩粉在煤矿广泛应用于扑灭电气火砂子和岩粉在煤矿广泛应用于扑灭电气火灾。灾。842)2)消除可燃物消除可燃物直接灭火除了向火源喷射灭火剂以外，在有些条件下还可以清直接灭火除了向火源喷射灭火剂以外，在有些条件下还可以清除可燃物，消除燃烧的物质基础。煤矿常用的是除可燃物，消除燃烧的物质基础。煤矿常用的是挖除火源挖除火源。3)3)用凝胶处理高温点和自燃火源用凝胶处理高温点和自燃火源凝胶凝胶是近年来应用于煤矿井下防灭火较为广泛的是近年来应用于煤矿井下防灭火较为广泛的材料，由基料（硅酸盐（水玻璃）材料，由基料（硅酸盐（水玻璃）+ +促凝剂（碳促凝剂（碳酸氢氨等盐类）酸氢氨等盐类）+ +水（水（90%90%左右）组成。左右）组成。灭火原理灭火原理凝胶基料和促凝剂都具有阻化作用，加之含有大量水份，凝胶基料和促凝剂都具有阻化作用，加之含有大量水份，在一定的压力下，注入到高温点周围的煤体中。在成胶前在一定的压力下，注入到高温点周围的煤体中。在成胶前凝胶易于流动，能够渗透到煤体碎裂的内部。既可起到阻凝胶易于流动，能够渗透到煤体碎裂的内部。既可起到阻止氧化作用，又可封堵漏风（裂隙）通道，防止漏风渗入；止氧化作用，又可封堵漏风（裂隙）通道，防止漏风渗入；其内固聚的大量水份，遇高温受热蒸发，还可以起到吸热其内固聚的大量水份，遇高温受热蒸发，还可以起到吸热降温作用。降温作用。854)4)灌浆灭火灌浆灭火灌浆灭火是煤矿井下常用的一种灭火灌浆灭火是煤矿井下常用的一种灭火方法。灌浆灭火的方法因火源位置而方法。灌浆灭火的方法因火源位置而异。异。常用的方法常用的方法( (三种三种) )井下巷道（钻窝）打钻灌浆井下巷道（钻窝）打钻灌浆在火区密闭墙上插管灌浆在火区密闭墙上插管灌浆地面钻孔注浆。地面钻孔注浆。862.2.隔绝灭火隔绝灭火当火源不能直接将火扑灭时，为了迅速控制火势，使其熄灭，当火源不能直接将火扑灭时，为了迅速控制火势，使其熄灭，可在通往火源的所有巷道内砌筑密闭墙，使火源与空气隔绝。可在通往火源的所有巷道内砌筑密闭墙，使火源与空气隔绝。1 1）密闭墙的结构和种类）密闭墙的结构和种类分为：临时密闭、永久密闭和防爆密闭三种。分为：临时密闭、永久密闭和防爆密闭三种。临时密闭墙临时密闭墙其作用是暂时切断风流，控制火势发展。为砌筑永久密其作用是暂时切断风流，控制火势发展。为砌筑永久密闭墙或直接灭火创造条件。闭墙或直接灭火创造条件。永久密闭墙。永久密闭墙。较长时间地（至火源熄灭为止）阻断风流，使火区因缺较长时间地（至火源熄灭为止）阻断风流，使火区因缺氧而熄灭。其要求是具有较高的气密性、坚固性和不燃氧而熄灭。其要求是具有较高的气密性、坚固性和不燃性，同时又要求便于砌筑和启开。性，同时又要求便于砌筑和启开。防爆密闭墙防爆密闭墙在有瓦斯爆炸危险时，需要构筑防爆密闭，以防止封闭在有瓦斯爆炸危险时，需要构筑防爆密闭，以防止封闭火区时发生瓦斯爆炸。防爆密闭墙一般是用砂袋堆砌而火区时发生瓦斯爆炸。防爆密闭墙一般是用砂袋堆砌而成。成。872 2）密闭墙的位置选择）密闭墙的位置选择密闭墙的位置选择合理与否不仅影响灭火效果，密闭墙的位置选择合理与否不仅影响灭火效果，而且决定施工安全性。而且决定施工安全性。封闭火区的封闭火区的原则原则是：是：密、小、少、快密、小、少、快四字。四字。密是指密闭墙要严密，尽量少漏风；密是指密闭墙要严密，尽量少漏风；小是指封闭范围要尽量小；小是指封闭范围要尽量小；少是指密闭墙的道数要少；少是指密闭墙的道数要少；快是指封闭墙的施工速度要快。快是指封闭墙的施工速度要快。3 3）封闭火区的顺序）封闭火区的顺序一是先进后回（又称为先入后排）；二是进回同一是先进后回（又称为先入后排）；二是进回同时时。火884.4.封闭火区的方法封闭火区的方法1)1)锁风封闭火区锁风封闭火区从火区的进回风侧同时密闭，封闭火区时不保从火区的进回风侧同时密闭，封闭火区时不保持通风。这种方法适用于氧浓度低于瓦斯爆炸持通风。这种方法适用于氧浓度低于瓦斯爆炸界线界线( (O212%) )的火区。的火区。2)2)通风封闭火区通风封闭火区在保持火区通风的条件下，同时构筑进回风两在保持火区通风的条件下，同时构筑进回风两侧的密闭。侧的密闭。3)3)注惰封闭火区注惰封闭火区第二、三种方法，即封闭火区时保持通风的方第二、三种方法，即封闭火区时保持通风的方法在国内外被认为是最安全和最正确的方法，法在国内外被认为是最安全和最正确的方法，应用较广泛。应用较广泛。89火区启封条件火区启封条件 火区内的空气温度下降到火区内的空气温度下降到3030以下，或与火以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。灾发生前该区的日常空气温度相同。 火区内空气中的氧气浓度降到火区内空气中的氧气浓度降到5.0%5.0%以下。以下。 火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0.001%0.001%以下。以下。 火区的出水温度低于火区的出水温度低于2525，或与火灾发生前，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。该区的日常出水温度相同。 上述上述4 4项指标持续稳定的时间在个月以上。项指标持续稳定的时间在个月以上。 9091