自然發(fā)火及煤塵防治解析課件

1、自然發(fā)火防治及煤塵防治 第1頁，共61頁。7/29/20221一、防治煤層自然發(fā)火 1、礦井火災的分類及容易自然發(fā)火的地點 2、煤炭自燃發(fā)展過程及其影響因素 3、煤炭自燃的早期識別和預報 4、煤炭自燃火災的預防措施 5、礦井發(fā)生火災時的行動原則和滅火方法 6、火區(qū)的管理與啟封第2頁，共61頁。7/29/20222 1、礦井火災的分類及容易發(fā)火的地點： 1）礦井火災的分類： 什么叫礦井火災？凡是發(fā)生在礦井井下或地面，威脅到井下安全生產(chǎn)，造成損失的非控制燃燒均稱為礦井火災。如地面井口房、通風機房失火或井下輸送帶著火、煤炭自然等都是非控制燃燒，均屬礦井火災。 導致礦井火災的三個要素：分別是熱源、可燃

2、物和空氣?；馂牡娜齻€要素必須同時存在，且達到一定數(shù)量，才能引起火災，缺少任何一個要素，礦井火災就不能發(fā)生。第3頁，共61頁。7/29/20223 礦井火災按其發(fā)生的原因可分為外因火災和內(nèi)因火災兩大類。外因火災是指某種外在高溫熱源引起可燃物著火的火災，如電、氣焊，電氣設備、放炮、瓦斯煤塵爆炸等原因引起的火災；內(nèi)因火災是指煤炭或其它可燃物自身受到某些作用發(fā)生化學和物理變化而引起的火災。在此，只對內(nèi)因火災即煤炭自然發(fā)火的防治做以紹，對外因火災不再介紹。第4頁，共61頁。7/29/20224 2）容易發(fā)火的地點： 據(jù)對我公司中部五礦19592004年所發(fā)生的553次煤層自然發(fā)火事故發(fā)火位置的統(tǒng)計。主要

3、在以下六個地方容易發(fā)生煤炭自然發(fā)火：。 （1）地質(zhì)構造帶。包括斷層、褶曲、破碎帶等。該類地區(qū)由于煤層受張拉、擠壓影響，裂隙大量發(fā)育，煤體松碎，吸氧條件好，氧化性能高，易于發(fā)生自然發(fā)火，其發(fā)火次數(shù)約占總數(shù)7%。 2）煤層巷道冒高處。因冒頂后充填不嚴，或施工質(zhì)量差造成 “封閉和半封閉型”漏風，供氧條件較好，但散熱性能差，熱量積聚后容易發(fā)生自燃，其發(fā)火次數(shù)約占總數(shù)的8%。第5頁，共61頁。7/29/20225 （3）采煤工作面進、回風巷和開切眼、停采線附近，以及開采層采空區(qū)內(nèi)。由于這些地方供氧連續(xù)充分，且持久，加之破碎煤體最多，所以發(fā)生自燃火災的次數(shù)最多，其比例高達51%。 （4）掘進巷道的頂部，尤

4、其是近距離煤層的頂層煤和采空區(qū)下掘進巷道頂部與采空區(qū)相連通的高冒區(qū)，自然發(fā)火現(xiàn)象比較多發(fā)；有時在階段煤柱或上下山煤柱底部送巷，也會出現(xiàn)自然發(fā)火災害，這類自然發(fā)火約占礦井自然發(fā)火總次數(shù)的15%。第6頁，共61頁。7/29/20226 （5）通風設施附近巷頂及周邊煤體。由于通風設施（主要是風門和閉墻）的兩端存在著風壓差，當其巷頂及周邊煤體封閉不嚴，存在裂隙產(chǎn)生漏風時，容易造成自然發(fā)火。該類發(fā)火的發(fā)火次數(shù)占總數(shù)的13%。 （6）獨頭巷道、舊巷冒頂處和溜煤眼及聯(lián)絡巷等處。在礦井自然火災中，該類發(fā)火次數(shù)約占總發(fā)火次數(shù)的6%。第7頁，共61頁。7/29/202272、煤炭自燃發(fā)展過程及其影響因素 1）煤炭

5、自燃的發(fā)展過程 煤炭并不是一暴露于空氣中就能自然發(fā)火的，而是有一個過程。根據(jù)研究與觀察，煤炭自然發(fā)火的過程可分為三個階段。 （1）低溫氧化階段 煤在低溫情況下與空氣接觸時，吸咐空氣中的氧，而生成不穩(wěn)定的氧化物羥基，并放出少量的熱。這一階段既觀測不到煤體溫度的變化，也體驗不到周圍環(huán)境溫度的上升，故又稱該階段為潛伏階段。第8頁，共61頁。7/29/20228 （2）自熱階段 經(jīng)過潛伏階段之后，煤的氧化速度加快,發(fā)熱量急劇增加。如果熱量來不及散失和導出，就會是煤的自熱加速，不穩(wěn)定的氧化物分解成水、二氧化碳和一氧化碳。氧化產(chǎn)生的熱量使煤溫繼續(xù)升高，據(jù)研究，煤的溫度每升高10，氧化速度就增加23倍，當超

6、過自熱的臨界溫度(6080)，煤溫上升速度急劇加快，氧化進程加速，開始出現(xiàn)煤的干餾，并生成芳香族的碳氫化合物、氫、一氧化碳等可燃氣體。這時的特征是：空氣中的氧含量減少，一氧化碳、二氧化碳含量加，煤中的水分被蒸發(fā)、空氣的溫度升高并出現(xiàn)霧氣，支架及巷道壁上有水珠，這個階段叫煤的自熱階段。第9頁，共61頁。7/29/20229 （3）燃燒階段 如果煤的自熱溫度繼續(xù)升高，當溫度達到著火溫度 (300500)時，就會發(fā)生燃燒現(xiàn)象。此時，生成水和其它碳氫化合物，同時一氧化碳大量增加，出現(xiàn)煙霧及特殊的火災氣味(如煤油味、松節(jié)油味)等。當溫度達到8002000時，煤的燃燒可出現(xiàn)明火。第10頁，共61頁。7/2

7、9/202210 2）影響煤炭的自燃因素： 煤層容易發(fā)生自燃，除自身具有自燃傾向性外，煤的化學組成、物理組分、存在的物理狀態(tài)（粒度等）、裂隙發(fā)育程度、煤層賦存條件、以及地質(zhì)、開采方法等，對煤的自然發(fā)火都有影響。 （1） 煤的化學、物理組分及其特性對煤炭自燃的影響煤的變質(zhì)程度。煤的變質(zhì)程度越低,揮發(fā)分越高,自燃性就越強。褐煤最易自燃，煙煤次之，無煙煤一般不易自燃。在煙煤中又以變質(zhì)程度最低的長焰煤與氣煤較易自燃。第11頁，共61頁。7/29/202211煤的水分含量。煤的水分含量是影響其氧化進程的重要因素。一般認為，在煤的自熱階段,由于水份的生成與蒸發(fā)必然要消耗相當?shù)臒崃俊Ｃ后w中外在水份沒有全部蒸

8、發(fā)之前溫度很難上升100,煤炭難以自燃，但也有人認為：水份能夠?qū)⒊涮钣诿后w微孔中的N2與CO2驅(qū)趕排出，當干燥以后對其吸附性能起活化作用。水份的催化作用隨著煤溫的增高而增大。另外,對于含有黃鐵礦的煤層,水份又是促使黃鐵礦分解不可缺少的條件。從這方面看,水份又有利于煤炭自熱的發(fā)生?？偟膩砜?一定含量的水份有利于煤的自燃,而濕度過大,則會抑制煤的自燃。第12頁，共61頁。7/29/202212 煤巖成份。在組成煤炭的四種煤巖成份中,暗煤硬度最大,占比重也最大,難以自燃。鏡煤與亮煤脆性大、易破裂,而且在其次生的裂隙中常常充填有黃鐵礦具有較高的自燃性。 煤的含硫量。硫在煤中有三種存在形式:即黃鐵礦、有

9、機硫和硫酸鹽。對煤的自燃起主導作用的是黃鐵礦,它的比熱小,與煤吸附相同的氧量，其溫度的增值比煤大倍，它對煤的自燃過程起加速催化的作用。第13頁，共61頁。7/29/202213 煤的粒度。完整的煤體一般不會發(fā)生自燃,一旦受壓破裂,呈破碎狀態(tài)存在,其自燃性能將顯著提高。這是因為破碎的煤炭不僅與氧相接觸的表面積增大,而且著火溫度明顯降低。根據(jù)實驗當煙煤粒度直徑為1.52mm時,其著火點溫度大多在330360;粒度直徑小于1mm以下時,著火溫度可降低到190220。 煤的孔隙率。煤的孔隙率越大,越易于自燃。這是由于孔隙率越大,氧氣越易滲入煤的內(nèi)部,煤的氧化表面積也越大的緣故。第14頁，共61頁。7/

10、29/202214 （2）地質(zhì)、開采因素對煤炭自燃的影響 煤層厚度和傾角。煤層厚度或傾角越大,自燃危險性越大。這是因為開采厚煤層或急傾斜煤層時,煤炭回收率低,采區(qū)煤柱易遭破壞,采空區(qū)不易封閉嚴密和漏風大所致。 煤層埋藏深度。煤層埋藏深度增加,地壓和煤體的原始溫度增加,煤內(nèi)自然水分少,這將使煤的自燃危險性增加。開采深度不大時,容易形成與地表溝通的裂隙,造成采空區(qū)內(nèi)有較大的漏風,也容易在采空區(qū)中形成浮煤自燃。礦井附近小窯開采時,與采掘面或采空區(qū)貫通時,易造成漏風,引起自燃。第15頁，共61頁。7/29/202215 地質(zhì)構造。煤層中有地質(zhì)構造破壞的地方,如褶曲、斷層、破碎帶等,煤炭自燃比較頻繁，這

11、是因為這些地區(qū)煤質(zhì)松碎,有大量裂隙,從而增加了煤的氧化活性和供氧通道與氧化表面積。 圍巖性質(zhì)。煤層頂?shù)装宓膸r性也在一定程度上影響煤炭的自燃過程。煤層頂板巖層堅硬且裂隙發(fā)達，冒落后塊度較大,因而采空區(qū)漏風大,供氧條件好。若底板也堅硬,護巷煤柱所受地壓大,易破碎,則有利于自燃。如果底板松軟而可塑性強,頂板穩(wěn)定,則煤柱不易被壓碎,自燃危險性就比較小。若頂板松軟、易陷落,冒落后能嚴密地充滿采空區(qū)并很快被壓實,則采空區(qū)漏風較少,供氧條件差,因而采空區(qū)內(nèi)遺煤自燃危險性大大降低。第16頁，共61頁。7/29/202216 巷道布置的影響。在自燃礦井中,對于厚煤層或煤層群開采，礦井及采區(qū)的主要巷道服務的時間都

12、比較長,如果布置在煤層里,受到嚴重的切割或受壓產(chǎn)生裂隙。將增大煤層與空氣的接觸面積,增加了煤層的自然發(fā)火機率。 采煤方法的影響。采煤方法落后、巷道布置復雜、推進速度慢、回收率低的采煤方法，容易造成自然發(fā)火。第17頁，共61頁。7/29/2022173、煤炭自燃的早期識別和預報 煤炭自燃早期發(fā)現(xiàn)和預報，其方法有人體感官的直接感覺、礦內(nèi)空氣成分的分析、井下發(fā)熱體溫度的測量、利用束管監(jiān)測系統(tǒng)或人工取樣對重點防火地點進行監(jiān)測等。 1）人體感官早期發(fā)現(xiàn)礦井火災。人們常用自己的感覺器官（眼睛、鼻子、皮膚等），來覺察煤炭自燃初期的特征，這是一項傳統(tǒng)的辦法，通常包括以下內(nèi)容：第18頁，共61頁。7/29/20

13、2218 （1）視力感覺。煤炭氧化自燃初期生成水分，往往使巷道內(nèi)濕度增加，出現(xiàn)霧氣或在巷道壁上掛有水珠。 （2）氣味感覺。煤炭從自熱到自燃過程中，要產(chǎn)生煤油味、氣油味、松節(jié)油味、焦油味等氣味。實踐經(jīng)驗證明，當人們嗅到這些氣味時，煤炭自燃已經(jīng)發(fā)展到一定程度。 （3）溫度感覺。煤炭氧化自燃過程中要放出熱量，因此，從該處流出的水和空氣的溫度較正常時要高。第19頁，共61頁。7/29/202219 （4）疲勞感覺。煤炭氧化自燃過程中從自熱到自燃階段都要放出有害氣體，如一氧化碳、二氧化碳等，這些氣體能使人頭痛、悶熱、不舒服、有疲勞感覺。 應當指出，人的感覺不是早期識別煤炭自燃的可靠方法，比較可靠的方法是

14、使用儀器、儀表來識別早期的煤炭自燃。第20頁，共61頁。7/29/202220 2）分析礦井空氣成分預報火災 煤炭在氧化過程中，能使附近地區(qū)空氣中的氧濃度降低、二氧化碳含量增加，并先后出現(xiàn)一氧化碳和其它碳氫化合物，礦內(nèi)空氣成分的變化特征，可以作為判斷煤炭氧化的重要標志。 一般使用一氧化碳氣體作為早期識別煤炭自燃火災的標志性氣體，隨著科學技術發(fā)展，也有采用碳氫類氣體和烯、烷等作為識別煤炭自燃火災的標志性氣體。 目前，我公司和全國大多數(shù)自燃礦井都在使用一氧化碳檢定管和束管監(jiān)測系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測井下各種氣體的變化，進而綜合分析，識別煤炭自燃。第21頁，共61頁。7/29/202221 3）測量井下煤體溫度

15、預報自然發(fā)火 在煤炭自燃過程的后期階段，由于氧化加劇，產(chǎn)熱量增加，使其周圍煤體溫度升高，測量周圍煤體溫度的變化也是預測確定煤炭自燃狀態(tài)的重要方法。測量煤體溫度的方法有直接測溫法和紅外線探測法兩種； （1）直接測溫法。即把溫度傳感器布置在煤炭自燃區(qū)域，觀測自燃溫度隨時間的變化趨勢，判斷煤炭自燃的發(fā)展階段和發(fā)展趨勢。煤炭自燃，潛伏期氧化過程發(fā)展緩慢，溫度一般不超過70。溫度超過70時，煤體進入了自熱期，之后隨溫度升高，煤體開始自燃。預測預報的關鍵是煤的自燃不能超過自熱期，目前，用于煤炭自燃測溫的傳感器主要有熱電偶、鉑電阻、半導體傳感器等。第22頁，共61頁。7/29/202222 （2）紅外線探測

16、火源。發(fā)光體在發(fā)出可見光的同時，還發(fā)出一系列不可見的其它電磁波，如紅外電磁波等，火源也是如此，在煤層溫度升高的同時，其紅外輻射場的強度在逐漸增大，因此，可以通過測定紅外輻射場的強度，進行分析，來確定高溫點位置。第23頁，共61頁。7/29/2022234、煤炭自燃火災的預防措施 預防煤層自然發(fā)火的措施主要從開拓方法及巷道布置；開采方法和通風技術三個方面考慮。 1）開拓方法及巷道布置方面的措施 （1）對一些服務年限較長的巷道應盡量采用巖石巷道，若在煤層中布置時應采用寬煤柱護巷，并進行砌碹或錨噴。 （2）巷道應盡量少切割煤層，煤柱留設的尺寸應適當。 （3）分層布置巷道時，應盡量采用垂直重疊布置。第

17、24頁，共61頁。7/29/202224 2）開采方法方面的措施 （1）采用回采率高的采煤方法，提高回采率，降低煤炭損失。 （2）積極推廣和采用無煤柱開采技術。 （3）合理確定采區(qū)及工作面的尺寸，選擇合理的采煤方法和先進的回采工藝，加快工作面的回采速度。 （4）遵守正常的開采程序，堅持自上而下的開采順序。第25頁，共61頁。7/29/202225 3）通風技術方面的措施 （1）選擇合理的通風系統(tǒng)。煤層自然發(fā)火，在很大程度上是漏風造成的。而漏風多少則取決于風壓大小。故在煤層自然發(fā)火礦井應采用總風壓小，漏風量少的通風系統(tǒng)。 （2）正確選擇通風構筑物的位置。應盡量設法把通風構筑物的位置選在巖石巷道中

18、，或選在壓力小、支架完整、煤壁堅實的地點。 第26頁，共61頁。7/29/202226 （3）及時封閉采空區(qū)和廢棄的巷道。及時封閉采空區(qū)和廢棄的巷道，并保證封閉嚴密，是減少采空區(qū)和廢棄巷道的漏風，防止煤炭自燃的重要措施之一。若采空區(qū)和廢棄巷道不能做到及時封閉，將會使采空區(qū)和廢棄巷道的漏風加劇，造成煤炭自燃。 （4）預防性灌漿。采用預防性灌漿就是將水、黃土、沙子按適當比例配合制成泥漿，用管道輸送到可能發(fā)生自燃的采空區(qū)內(nèi)，以預防自燃火災的發(fā)生。預防性灌漿有隨采隨灌，即在工作面推進的同時向采空區(qū)灌漿和采后灌漿，即在工作面采完封閉后進行灌漿兩種方式。第27頁，共61頁。7/29/202227 （5）阻

19、化劑防滅火，目前常用的阻化劑有氯化鈣、氯化鎂、氯化銨及水玻璃等。 （6）膠體材料防滅火。如凝膠防滅火；膠體泥漿或粉煤灰膠體防滅火 （7）惰氣防滅火。這里所說的惰氣是指不能助燃也不能燃燒的氣體。常用的惰氣有氮氣、二氧化碳等。 （8）均壓防滅火技術。均壓防滅火的實質(zhì)是，利用風窗、風機、調(diào)壓氣室等調(diào)壓設施，改變漏風區(qū)域的壓力分布，降低漏風壓差，從而達到防滅火的目的。第28頁，共61頁。7/29/2022285、礦井發(fā)生火災時的行動原則與滅火方法 1）發(fā)生火災時的行動原則 礦井發(fā)生火災的情況變化是多方面的，由于發(fā)生火災的地點、原因、性質(zhì)不同，所以采用的處理方法也就不同。井下火災既有規(guī)律性，也有特殊性，

20、所以處理時既要有原則性，又要有靈活性。其行動原則是： (1)任何人發(fā)現(xiàn)井下火災時，應視火災性質(zhì)、災區(qū)通風和瓦斯情況，立即采取一切可能的方法進行直接滅火，并迅速報告礦調(diào)度室。電氣設備著火時，應首先切斷電源。在切斷電源前，只準使用不導電的滅火器材進行滅火。第29頁，共61頁。7/29/202229 (2)調(diào)度室在接到井下火災報告后，應立即按照礦井火災預防和處理計劃中的規(guī)定通知有關人員。值班領導在礦長或總工程師未到達前，應立即會同通風區(qū)長、機電科長、生產(chǎn)科長等人員，根據(jù)具體情況，組織搶救災區(qū)人員和滅火工作。 (3)在現(xiàn)場的區(qū)、隊、班組長要根據(jù)調(diào)度室的命令，依照礦井火災防治預案計劃的規(guī)定，將所有可能受

21、火災威脅地區(qū)的人員撤離危險區(qū)域，并組織人員利用現(xiàn)場的一切工具和器材進行滅火。 (4)搶救遇難人員時，應采取措施防止煙霧向人員集中的地方蔓延。在處理傾鈄巷道中發(fā)生的火災時要特別考慮“火風壓”的影響。第30頁，共61頁。7/29/202230 (5)在搶救人員、滅火作業(yè)以及封閉工作面時，必須指定專人檢查氣體及風流的變化，還必須采取防止瓦斯、煤塵爆炸和人員中毒的安全措施。 (6)對井下火災不能直接滅火時，必須及時封閉火區(qū)，封閉火區(qū)時應在確保安全的前提下，盡量縮小封閉火區(qū)的封閉范圍。 (7)當井下發(fā)生火災時，為了保證迅速而可靠的滅火，有關人員必須嚴守紀律，服從命令，決不能驚惶失措，擅自行動。第31頁，

22、共61頁。7/29/202231 (8)對任何形式的火災，都要十分重視，決不能麻痹大意，要及時組織力量，采取正確，迅速、果斷的措施，進行處理。任何猶豫與遲延都能給滅火工作帶來困難和造成嚴重后果。 (9)避災路線與自救：位于火區(qū)上風頭的人員，應立即迎著風流撤退。位于火源下風頭的人員能通過火源時，應佩戴自救器越過火源進入上風頭，否則應佩戴自救器走最短路線進入新鮮風流中。若實在無法撤出時，應盡快在附近找一個峒室躲避，并把峒室入口的門關住，隔斷風流，防止有害氣體進入，并設置信號等待救援。離火區(qū)較遠的人員在發(fā)現(xiàn)火災預兆后，應迅速進入新鮮風流中。第32頁，共61頁。7/29/202232 2）滅火方法：

23、滅火的實質(zhì)是破壞燃燒三個條件同時存在的過程。滅火就其方法而言，可以分為直接滅火法和隔離火區(qū)聯(lián)合滅火法二大類。 直接滅火：采用滅火劑或挖出火源等方法把火直接撲滅。常用的滅火劑有：水、泡沫、二氧化碳、惰氣、砂子等。 隔離火區(qū)聯(lián)合滅火：當不能直接將火源撲滅時，為了迅速控制火勢，使其熄滅，可在通往火源的所有巷道內(nèi)砌筑密閉墻，使火源與空氣隔絕。封閉火區(qū)的方法有三種：鎖風封閉火區(qū)、通風封閉火區(qū)和注惰氣封閉火區(qū)。第33頁，共61頁。7/29/2022336、火區(qū)的管理與啟封 1） 火區(qū)管理 防火密閉建成后，僅僅是成功了一小步，并不等于大功告成。維持閉墻的嚴密性，杜絕向封閉火區(qū)發(fā)生任何形式、任何強度的漏風供氧

24、，促進火區(qū)快速熄滅，縮短封閉期并盡快啟封，對減輕火災損失意義重大。但火區(qū)封閉期間，受大氣壓力的變化、礦壓的顯現(xiàn)、通風系統(tǒng)的調(diào)整和閉墻質(zhì)量的穩(wěn)定等因素綜合影響，極易造成向火區(qū)漏風而出現(xiàn)“火區(qū)呼吸”現(xiàn)象，這對火區(qū)快速熄滅解除十分不利。因此，加強火區(qū)內(nèi)外氣體、壓差的變化監(jiān)控和閉墻質(zhì)量的維護，對加快火區(qū)熄滅非常重要?；饏^(qū)管理的主要工作內(nèi)容是建立火區(qū)管理卡片；對防火墻進行編號；在防火墻附近設置柵欄、揭示警標；對火區(qū)的氣體及防火墻的嚴密程度進行定期檢查等。第34頁，共61頁。7/29/202234 （2）火區(qū)啟封 封閉的火區(qū)，只有經(jīng)取樣化驗證實火源已熄滅時，方可啟封?；饏^(qū)必須同時具備下列條件時，方可認為已

25、熄滅 （1）火區(qū)內(nèi)的空氣溫度下降到30以下，或與火災發(fā)生前該區(qū)的日常溫度相同； （2）火區(qū)內(nèi)空氣中的氧氣濃度降到5%以下； （3）火區(qū)內(nèi)空氣中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳濃度在封閉期間逐漸下降，并穩(wěn)定在0.001%以下; （4）火區(qū)的出水溫度低于25,或與火災發(fā)生前該區(qū)的日常出水溫度相同; （5）上述4項指標必須持續(xù)穩(wěn)定在1個月以上。 常用的火區(qū)啟封方法有通風啟封火區(qū)法和鎖風啟封火區(qū)法兩種。第35頁，共61頁。7/29/202235 通風啟封火區(qū)法：火區(qū)范圍不大，確實證明火源已經(jīng)熄滅，可以采用此法。步驟如下 （1）啟封前要預先確定火區(qū)有害氣體的排放路線，切斷排放回風流經(jīng)過巷道中所有電氣設備的電源

26、，撤出所有的人員，設專人把口警戒，防止人員進入。 （2）由救護隊員先將出風側(cè)閉墻“由小到大”逐漸的將其全部打開，穩(wěn)定一定時間后，再打開進風側(cè)的閉墻。穩(wěn)定時間的長短應根據(jù)出風側(cè)閉墻打開后擴散出的氣體大小而定。第36頁，共61頁。7/29/202236 （3）打開進風側(cè)閉墻時，應先打開一個小口（一般為400mm400mm）后，在嚴格控制回風流中的有害氣體濃度符合煤礦安全規(guī)程的相關規(guī)定情況下，逐漸將其全部打開。打完后，操作人員應撤離現(xiàn)場12h，再進入火區(qū)開展工作。 （4）整個啟封排放過程中，應注意檢查氣體，尤其是CO2，以防止火區(qū)下部積聚的CO2逆風流流動而造成危害。第37頁，共61頁。7/29/2

27、02237 鎖風啟封火區(qū)法 鎖風啟封火區(qū)法，就是沿著原封閉區(qū)的巷道，由外向火源處逐段移動密閉位置，逐漸縮小火區(qū)范圍，最后在封閉狀況下進入著火帶而實現(xiàn)火區(qū)全部啟封的方法。該方法適用于火區(qū)范圍較大；發(fā)火位置隱蔽難以確認火源是否完全熄滅；或有高瓦斯涌出的火區(qū)。 利用該方法啟封火區(qū)時，由于打開原防火墻時新鮮空氣的進入，不可避免的增加原封閉區(qū)內(nèi)的氧濃度，可能形成爆炸性混合氣體；并且，在壓力降低時，封閉區(qū)內(nèi)的有害氣體可能涌出，威脅滅火人員的安全。因此，應密切注意檢測可能存在的危險，并及時選好鎖風密閉的位置。鎖風密閉常選在火區(qū)進風巷側(cè)原防火墻以外56m處，并采用留設有風門的密閉。鎖風啟封時，應按以下步驟操作

28、：第38頁，共61頁。7/29/202238 （1）在距鎖風密閉最近的新鮮風流巷道中設置指揮部及應急基地，并按審批措施的要求作好人員的具體分工。 （2）建造留設便于進出風門的密閉時，應盡可能的預留56m的空間，以便于儲備應急用的材料和提供較好的人員作業(yè)環(huán)境。 （3）救護隊員進入新建的臨時密閉，關好風門后，在原防火墻上打開便于人員通行的一個缺口，并懸掛好風簾遮住缺口，形成鎖風室。 （4）救護隊員進入原防火墻內(nèi)，根據(jù)救護隊員作業(yè)時間、作業(yè)內(nèi)容、與井下火區(qū)附近基地保持聯(lián)系的能力和火區(qū)內(nèi)的狀況等因素，合理的進行偵查和選擇下一道鎖風密閉的建造位置。第39頁，共61頁。7/29/202239 （5）在下一

29、道鎖風密閉處構建好新的帶風門密閉后，可撤除兩道鎖風密閉間的原防火墻，打開原鎖風密閉風門開始向內(nèi)逐漸接風筒適量供風，緩慢排放進行啟封。 （6）啟封區(qū)內(nèi)排放后，應立即組織力量進行實施全面灑水等預防降溫措施。如此反復，直至火區(qū)全部啟封完畢。在整個啟封過程中，最為關健的是必須確保下一段被封閉的火區(qū)始終處于封閉隔離狀態(tài)。第40頁，共61頁。7/29/2022407、耿村礦防滅火措施回采工作面防滅火技術措施：（1）回采進尺控制：根據(jù)工作面煤體自然發(fā)火期試驗結果，結合周期來壓步距，確定工作面每天走向進尺不低于1.5m，頂煤放凈減少老塘浮煤。（2）抽放管路氣體成分、溫度監(jiān)測與控制：抽放管路CO濃度超過150p

30、pm時，說明采空區(qū)遺煤已經(jīng)開始氧化自燃，調(diào)整抽放管路負壓，降低漏風量，每天對兩個工作面高抽巷氣體成分取樣分析。（3）隨采隨灌、注膠：工作面上隅角每天一班注漿，所有防火鉆孔每班注漿一遍，形成周期性灌漿制度，并及時處理跑漿。采空區(qū)出現(xiàn)自燃征兆，密閉墻內(nèi)和防火鉆孔注入凝膠，降低采空區(qū)一定范圍溫度，起到阻熱堵漏功能。第41頁，共61頁。7/29/202241（4）上下端頭強制放頂、密閉與下隅角注氮：為降低上下兩巷與采空區(qū)形成的漏風通道長度，控制煤層自燃帶長度，回采移架時工作面上下端頭強制放頂，并用散煤裝入編織袋砌墻密閉采空區(qū)。下拐角老塘內(nèi)埋入兩根2寸鋼管，氮氣管出口分別距下隅角25米、15米，與注氮系

31、統(tǒng)相連，保持注氮系統(tǒng)暢通，堅持對下隅角采空區(qū)注氮氣，隔絕氧氣阻隔采空區(qū)內(nèi)部氧化自燃。礦井東、西區(qū)注氮能力分別達到600m3/h，24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)。（5）工作面上下巷沿工作面傾向高壓注水，增加煤體水分，進入采空區(qū)后可以吸收熱量、降低溫度，也可起到降低粉塵的作用。（6）做好工作面上下巷超前30米防火工程注漿注水工作，防止熱煤進入采空區(qū)，縮短遺煤自燃周期。（7）每班對工作面上下巷土袋墻上部虛煤進行注膠，杜絕虛煤熱煤進入采空區(qū)。（8）每5天對13160及12210工作面上下隅角封堵一次，利用上下隅角打設的土袋墻形成一個半封閉空間，通過注膠將上下隅角空間全部充填，從而減少采空區(qū)漏風。（9）在工作面回采期

32、間，在上下巷對煤體進行注水，增加煤體水分，降低工作面煤塵的同時，充分濕潤進入采空區(qū)的遺煤，以達到延長遺煤的自然發(fā)火期的目的。第42頁，共61頁。7/29/202242二、防治礦塵 1、礦塵的產(chǎn)生及存在狀態(tài) 2、礦塵的性質(zhì)及危害 3、煤塵爆炸的條件及影響因素 4、預防煤塵爆炸的措施及綜合防塵第43頁，共61頁。7/29/2022431、礦塵的產(chǎn)生及存在狀態(tài) 礦塵是指礦井在采掘過程中產(chǎn)生的礦物微粒和巖石微粒的總稱。礦塵又稱粉塵，對煤礦來說，是指煤塵和巖塵而言。5微米以下的煤塵和巖塵又叫呼吸性礦塵，這些礦塵能進入人的肺部，導致塵肺病。第44頁，共61頁。7/29/202244 礦塵按其存在狀態(tài)，又可

33、分為浮塵和落塵。懸浮于空氣中的礦塵稱為浮塵，從空氣中沉降下來的礦塵稱為落塵。浮塵的危險性最大，而落塵則往往不被人們注意，常給事故的發(fā)生留下隱患。第45頁，共61頁。7/29/2022452、礦塵的性質(zhì)及危害 1）礦塵的性質(zhì) （1）礦塵的吸附性。 （2）礦塵的懸浮性。第46頁，共61頁。7/29/202246 （3）塵粒的凝聚性。 （4）礦塵的吸濕性。 （5）塵粒的荷電性。第47頁，共61頁。7/29/202247 （6）煤塵的燃燒和爆炸性。煤塵在空氣中達到一定的濃度時，在外界明火的引燃下，能發(fā)生燃燒和爆炸。 2）礦塵的危害 礦塵的危害主要表現(xiàn)在以下兩個方面： 導致塵肺病。礦塵對人體的直接危害是

34、導致生理上的疾病。工人長期在有礦塵的環(huán)境中工作，吸入大量的礦塵，輕者引起呼吸道炎癥，重者可導致塵肺病。塵肺病是礦塵粒子進入人體肺部而引起的肺組織纖維化病變。煤礦塵肺病一般分為矽肺、煤肺和煤矽肺三類。第48頁，共61頁。7/29/202248引起燃燒和爆炸。礦塵中的煤塵具有可燃性。細小的塵粒在其外界火源的點燃下，很容易燃燒引起火災。有些煤塵在一定的條件下還會爆炸。煤塵爆炸，對礦井的危害性極大，它不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，還會造成大量的人員傷亡。 第49頁，共61頁。7/29/2022493、煤塵爆炸的條件及影響因素煤塵爆炸的形成條件： 煤塵爆炸應同時具備以下三個條件：一是煤塵本身具有爆炸危險性；

35、二是懸浮于空氣中的煤塵，即所謂的“煤塵云”具有一定的濃度；最低值為45克/米3，上限濃度最高達15002000克/米3。 三是要有足以點燃煤塵的熱源。煤塵爆炸的引燃溫度在610到1050之間，一般為700800。第50頁，共61頁。7/29/202250 3）煤塵爆炸效應及其特征煤塵爆炸效應： (1) 煤塵爆炸時要釋放出大量的熱能，爆炸瞬時的溫度可高達23002500。 (2)煤塵爆炸時，伴隨著火焰的傳播，還有沖擊波的產(chǎn)生。據(jù)理論計算，爆炸火焰的最大傳播速度為11201800米/秒。沖擊波速度為2340米/秒。 (3)煤塵爆炸的理論壓力為735.5Kpa，但在有大量沉積煤塵的巷道中，爆炸壓力將

36、隨著離開爆炸源的距離的增加而呈跳躍式地增加。 (4)煤塵爆炸時產(chǎn)生大量的一氧化碳氣體，其濃度可高達8%，它是煤塵爆炸時，造成大量人員傷亡的主要原因。第51頁，共61頁。7/29/202251煤塵爆炸特征 煤塵爆炸的顯著特征是產(chǎn)生粘焦。它是部分煤塵塵粒未充分燃燒被焦化、粘結的產(chǎn)物。被焦化的塵粒形成皮渣與粘塊，通常迎著火焰?zhèn)鞑サ姆较?，粘附在支架和巷道壁上，煤塵爆炸的這一特征，是判別煤礦發(fā)生爆炸事故時煤塵是否參與爆炸的主要標志。第52頁，共61頁。7/29/2022524、預防煤塵爆炸的措施及綜合防塵預防煤塵爆炸的措施 預防煤塵爆炸的措施主要包括減、降塵措施；防止煤塵引燃措施及隔絕煤塵爆炸措施三個方

37、面。 1）減、降塵措施。 減、降塵措施是指在煤礦井下生產(chǎn)過程中，通過減少煤塵產(chǎn)生量或降低空氣中懸浮煤塵量以達到從根本上杜絕煤塵爆炸的可能性。減、降塵措施主要有：通風除塵、煤層注水；采空區(qū)灌水；濕式作業(yè)；凈化風流，定期沖刷煤塵等。第53頁，共61頁。7/29/202253 2）防止煤塵引燃措施： 防止煤塵引燃的措施與防止瓦斯引燃的措施大致相同，在此不再詳述。同時特別要注意的是，瓦斯爆炸往往會引起煤塵爆炸。此外，煤塵在特別干燥的條件下可產(chǎn)生靜電，放電時產(chǎn)生的火花也能自身引爆。 3）隔絕煤塵爆炸的措施 防止煤塵危害，除采取防塵措施外，還應采取降低爆炸威力，隔絕爆炸范圍的措施。隔絕煤塵爆炸措施主要有：

38、第54頁，共61頁。7/29/202254 （1）清除落塵。定期清除落塵，防止沉積煤塵參與爆炸可有效降低爆炸威力，使爆炸由于得不到煤塵補充而逐漸熄滅。 （2）撒布巖粉。撒布巖粉是指定期在井下某些巷道中撒布惰性巖粉，增加沉積煤塵的灰分，抑制煤塵爆炸的傳播。 （3）設置隔爆設施。隔爆設施包括巖粉棚隔爆和水棚隔爆兩種，目前大多使用的是水棚隔爆。由于水的吸熱效果好，在巷道中設置水棚，借助爆炸波的作用，使水槽翻轉(zhuǎn)或破壞形成水霧，既可吸收爆炸火焰的熱量，又可將小顆粒煤塵粘結為大顆粒，使其失去懸浮能力，從而能有效地防止爆炸的蔓延和再次爆炸。第55頁，共61頁。7/29/202255綜合防塵： 礦井綜合防塵是

39、指采用各種技術手段減少礦塵的產(chǎn)生量，降低空氣中的粉塵濃度，以防止粉塵對人體和礦井產(chǎn)生危害的措施。綜合防塵措施主要有煤體注水、采空區(qū)灌水、通風除塵、濕式作業(yè)、凈化風流、個體防護等。煤層注水 煤層注水是指通過鉆孔將壓力水注入尚未開采的煤層，使煤體濕潤，以減少開采時浮塵的生成量。它的實質(zhì)在于將煤塵消除在產(chǎn)生之前，是一種積極主動的防塵方法。實踐證明，這種方法不僅在防塵方面效果顯著，而且還可以起到防突和防止煤層自燃等綜合作用。第56頁，共61頁。7/29/202256我礦煤層注水開展1、煤層注水方案通過現(xiàn)場打鉆注水以后，觀察鉆孔前后10米范圍內(nèi)的煤體位移情況及煤層水分增加情況（注水鉆孔前后3米在注水量達

40、到500m時位移明顯，位移量達到0.30.5米，前后5米煤壁有滲水現(xiàn)象發(fā)生，煤體水分明顯增大），判斷出鉆孔注水以后在耿村礦長焰煤種內(nèi)的有效半徑為5米左右，為此我們在耿村礦注水過程中對注水鉆孔做了以下設計。第57頁，共61頁。7/29/202257從上下巷注水鉆場雙向注水的方式提前對煤體進行高壓注水。（1）上下巷注水鉆場的布置及交替方式在工作面上、下巷距切眼30m位置施工第一個注水鉆場，以后每隔30m施工一個鉆場，鉆場規(guī)格：凈寬4.5m凈高2.5m凈深5m。注水鉆場超前工作面100m，保證有3個鉆場在交替，即距采面第一個鉆場正在注水，第二個鉆場正在打孔，第三個鉆場正在施工。（2）注水鉆場鉆孔布置方式每個鉆場施工6個注水孔，分上下兩排：下排注水孔距底板0.8米，中間一個注水孔位于打鉆幫中間，鉆孔坡度方向與切眼坡度一致，長度85m。兩側(cè)的注水孔與中間鉆孔相距13m，長度86m，夾角9度，鉆孔坡度方