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第六章礦山防火與防爆礦山火災(zāi)與爆炸事故礦山火災(zāi)是指發(fā)生在礦山企業(yè)內(nèi)的火災(zāi)。礦內(nèi)火災(zāi)、地面火災(zāi)的定義按發(fā)生原因,礦山火災(zāi)有內(nèi)因火災(zāi)(礦巖氧化引起)和外因火災(zāi)(吸煙明火或電氣設(shè)備故障)。記憶--礦井火災(zāi)有哪些危害?礦山爆炸事故及其危害礦山爆炸分為化學(xué)爆炸和物理爆炸兩大類(lèi)。炸藥爆炸、氣體爆炸、粉塵爆炸屬于化學(xué)爆炸,壓力容器爆炸屬于物理爆炸。空氣壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油霧化形成可燃性混合物,高溫高壓下會(huì)爆炸。乙炔氣體切割、焊接金屬作業(yè),電石受潮放出乙炔氣與空氣混合形成爆炸性混合物。燃燒與爆炸機(jī)理6.2.1燃燒燃燒是一種放熱、發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)。燃燒反應(yīng)的速度快,放熱多,短時(shí)間內(nèi)放出大量的熱,提高了燃燒產(chǎn)物的溫度,引起燃燒產(chǎn)物分子內(nèi)電子的躍遷,放出各種波長(zhǎng)的光。燃燒的放熱、發(fā)光和生成新物質(zhì)。燃燒反應(yīng)需要有氧化劑和還原劑,有維持燃燒的熱能。燃燒的充分條件和必要條件連鎖反應(yīng)理論來(lái)解釋燃燒發(fā)生機(jī)理6.2.2發(fā)火一種不穩(wěn)定的狀態(tài),發(fā)火中有發(fā)火的臨界條件。發(fā)火分為自然發(fā)火和引燃發(fā)火兩類(lèi)。自然發(fā)火分為自熱自燃和受熱自燃。引燃發(fā)火按照引燃源的不同分為電火花引燃、熱表面引燃、高溫氣體引燃及熱輻射引燃。引燃發(fā)火的過(guò)程解析:電火花引燃舉例熱表面引燃舉例(木支架木材引燃可燃物)高溫氣體引燃舉例熱輻射引燃舉例6.2.3燃燒過(guò)程及燃燒熱燃燒是一種復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程??扇夹晕镔|(zhì)單位質(zhì)量完全燃燒所生成的氣體冷卻至18度,所放出的熱量稱(chēng)為燃燒熱或熱值。物質(zhì)燃燒時(shí)所放出的熱量以熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流方式向外傳播。舉例:砌筑防火墻、留防火間距、隔離或清除可燃物、堵塞可能造成空氣對(duì)流的孔洞。6.2.4氣體燃燒與爆炸氣體燃燒的兩種形態(tài)--擴(kuò)散燃燒和混合燃燒?;鹧?zhèn)鞑?,燃燒速度快?huì)產(chǎn)生壓力波和爆炸聲,出現(xiàn)爆燃和爆轟?;旌先紵龝?huì)造成密閉容器受壓導(dǎo)致破壞。礦井中的氣體,氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙炔等都存在爆炸極限??扇?xì)怏w的爆炸極限初始溫度初始?jí)毫ρ跫岸栊詺怏w含量容器尺寸計(jì)算多組分混合物可燃?xì)怏w的爆炸極限6.2.5粉塵爆炸粉塵爆炸的實(shí)質(zhì)是氣體爆炸。影響粉塵爆炸的因素粉塵濃度、揮發(fā)分、灰分、水分和粒子形狀。礦井火災(zāi)的分類(lèi)1、根據(jù)引起礦井火災(zāi)的火源不同,通常可將礦井火災(zāi)分成兩大類(lèi):外部火源引起的礦井火災(zāi),也叫外因火災(zāi);由于煤炭自身的物理化學(xué)性質(zhì)的內(nèi)在因素引起的火災(zāi),也叫內(nèi)因火災(zāi)。外因火災(zāi)的特點(diǎn)是:外因火災(zāi)一般容易發(fā)生在:井口附近井下機(jī)電硐室采掘工作面有電纜的木支架巷道處突然發(fā)生,如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),??赡茚劤蓯盒允鹿?。礦井火災(zāi)的分類(lèi)外因火災(zāi)—又稱(chēng)外源火災(zāi),是指由于外來(lái)熱源,如明火、放糊炮、電焊、氣焊、在井下吸煙、人為縱火等原因造成的火災(zāi)。井下電氣設(shè)備因使用不當(dāng)或維修不及時(shí)而短路所產(chǎn)生的電弧火花也可引起礦井火災(zāi);礦井瓦斯、煤塵的燃燒或爆炸亦可以引燃井下可燃物而形成礦井火災(zāi)。還有違章爆破,如用明火或用動(dòng)力線(xiàn)爆破、火藥變質(zhì)、放糊炮等都可能引起礦井火災(zāi)。礦井內(nèi)因火災(zāi)的特點(diǎn):煤炭自燃發(fā)火有一個(gè)或長(zhǎng)或短的發(fā)展過(guò)程,易于早期發(fā)現(xiàn);但是,內(nèi)因火源隱蔽,往往發(fā)生在人們難以進(jìn)入的采空區(qū)或煤柱內(nèi),要想真正找到火源確非易事;因此,常常不能及時(shí)滅火,致使有的自然發(fā)火區(qū)可以持續(xù)數(shù)月、數(shù)年乃至數(shù)十年而不滅。礦井火災(zāi)的分類(lèi)內(nèi)因火災(zāi)——又稱(chēng)自然火災(zāi),是指由于一些自燃物質(zhì)(主要是煤)在一定條件或環(huán)境下(如破碎后集中堆積,又有一定的風(fēng)流供給)自身發(fā)生物理化學(xué)變化、積聚熱量從而導(dǎo)致著火而形成的火災(zāi)。礦井內(nèi)因火災(zāi),大多發(fā)生在:采空區(qū)遺留的煤柱破裂的煤壁煤巷高冒處浮煤堆積的地點(diǎn)。2、根據(jù)發(fā)火地點(diǎn)不同,礦井火災(zāi)又可分為:井筒火災(zāi)巷道火災(zāi)采面火災(zāi)煤柱火災(zāi)采空區(qū)火災(zāi)硐室火災(zāi)二、礦井火災(zāi)的分類(lèi)3、由于燃燒物質(zhì)的不同,礦井火災(zāi)又可分為:機(jī)電設(shè)備火災(zāi)火藥燃燒火災(zāi)油料燃燒火災(zāi)坑木燃燒火災(zāi)瓦斯燃燒火災(zāi)煤炭燃燒火災(zāi)二、礦井火災(zāi)的分類(lèi)4、根據(jù)發(fā)火性質(zhì)不同,礦井火災(zāi)還可分為:原生火災(zāi)——在原生火災(zāi)發(fā)展過(guò)程中,含有可燃物的高溫?zé)熈饔捎谌毖醵茨芡耆紵谂艧煹牡缆飞弦坏┡c風(fēng)流匯合,很可能再次燃燒。次生或再生火災(zāi)——次生火災(zāi),是指由原生火災(zāi)而引起的火災(zāi)。二、礦井火災(zāi)的分類(lèi)6.3礦山地面建筑物火災(zāi)6.3.1地面建筑物室內(nèi)火災(zāi)礦山地面火災(zāi)根據(jù)火災(zāi)發(fā)生后建筑物室內(nèi)溫度的變化,把建筑物室內(nèi)火災(zāi)分為初起期、成長(zhǎng)期、最盛期和衰退期。初起期成長(zhǎng)期(熱對(duì)流、熱輻射,發(fā)生爆燃加速燃燒)最盛期(整個(gè)室內(nèi)是等溫狀態(tài),等80%的可燃物燒掉火勢(shì)減?。┧ネ似?.3.2室內(nèi)火災(zāi)的煙氣傷害煙氣的發(fā)生可燃物燃燒所形成的氣體、水蒸氣及固體微粒。煙氣灰白色是火災(zāi)初期,可燃物內(nèi)部水分減少炭粒析出增多,煙氣變?yōu)橹饾u灰黑色?;馂?zāi)成長(zhǎng)期,燃燒擴(kuò)大,室溫上升,煙氣的生成情況與房間空氣流通狀況有關(guān)。發(fā)生爆燃的場(chǎng)合,室內(nèi)空氣氧含量降到5%,大量不完全燃燒產(chǎn)物形成煙氣。煙氣在火災(zāi)最盛期主要取決于空氣供給狀況,到了火災(zāi)衰退期,可燃物燃燒殆盡,煙氣隨之減少。煙氣的危害地面建筑物防火建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性生產(chǎn)廠房?jī)?nèi)生產(chǎn)過(guò)程的火災(zāi)危險(xiǎn)性不同,采取的防火措施也不同。建筑物的耐火性能建筑物的結(jié)構(gòu)有足夠的耐火能力、使建筑物能經(jīng)過(guò)加固維修重新使用。建筑構(gòu)件的燃燒性分類(lèi)有非燃燒體、難燃燒體和燃燒體三種。建筑物的防火間距建筑物的防火間距用以防止火災(zāi)時(shí)火焰蔓延到其他建筑物,為人員疏散和消防設(shè)備、消防人員順利到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)提供通路。廠房的防火間距表6-7說(shuō)明一級(jí)二級(jí)耐火等級(jí)跟一級(jí)二級(jí)的間距是10米。建筑物火災(zāi)時(shí)的人員疏散疏散時(shí)間安全疏散距離6.4礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防礦內(nèi)火災(zāi)特點(diǎn)燃燒特征礦山火災(zāi)過(guò)程在火災(zāi)成長(zhǎng)期火勢(shì)迅速發(fā)展,當(dāng)火勢(shì)發(fā)展到一定程度時(shí),礦內(nèi)供給燃燒的空氣量不足,不完全燃燒現(xiàn)象十分明顯,產(chǎn)生大量有毒有害氣體的黑煙。火災(zāi)在礦井內(nèi)會(huì)迅速傳播,產(chǎn)生的高溫和煙氣對(duì)礦內(nèi)人員生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。礦井火災(zāi)時(shí)高溫空氣的熱對(duì)流產(chǎn)生火風(fēng)壓,破壞原有的礦井通風(fēng)制度。礦內(nèi)火災(zāi)時(shí)消防與疏散的困難性金屬與非金屬礦山井下作業(yè)面多且分散,礦內(nèi)火災(zāi)形成后,受礦井條件限制,礦內(nèi)火災(zāi)的消防工作困難。地面人員很難獲得礦內(nèi)火災(zāi)的詳細(xì)信息,很難掌握火災(zāi)動(dòng)態(tài),消防指揮者對(duì)火災(zāi)狀況很難做出正確的判斷和采取恰當(dāng)?shù)拇胧??;馂?zāi)時(shí)礦內(nèi)巷道充滿(mǎn)濃煙和熱氣,增加消防活動(dòng)的困難性。受井巷尺寸、提升設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備以及礦內(nèi)供水系統(tǒng)等方面的限制,有時(shí)無(wú)法把消防設(shè)備、器材運(yùn)到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),或消防能力不足,不能迅速撲滅火災(zāi)或控制火勢(shì)。礦井火災(zāi)時(shí)煙氣迅速隨風(fēng)流蔓延。礦井外因火災(zāi)原因分析金屬非金屬礦山井下存在的可燃物種類(lèi)較少,主要是木材、油類(lèi)、橡膠或塑料、炸藥及可燃性氣體。木材主要用于各種巷道、硐室的支架,油類(lèi)包括各類(lèi)采掘設(shè)備和輔助設(shè)備的潤(rùn)滑油、液壓設(shè)備備用油及變壓器油等,橡膠、塑料主要用于電線(xiàn)、電纜包皮及電氣設(shè)備絕緣。礦山生產(chǎn)中廣泛使用的硝銨類(lèi)炸藥,由燃燒爆炸的危險(xiǎn)。引起礦井外因火災(zāi)的引火源有明火、電弧和電火花、過(guò)熱物體三類(lèi)。礦井外因火災(zāi)原因及預(yù)防1.明火引起的火災(zāi)與爆炸在井下使用電石燈照明、吸煙或有意無(wú)意點(diǎn)火所引起的火災(zāi)占有相當(dāng)大的比例。電石燈火焰與蠟紙、碎木材、油棉紗等可燃物接觸,很容易將其引燃,如果撲滅不及時(shí),便會(huì)釀成火災(zāi)。非煤礦山井下,有的礦工不遵守安全規(guī)程,煙頭隨意亂扔,遇到可燃物是很危險(xiǎn)的。1.明火引起的火災(zāi)與爆炸據(jù)測(cè)定:香煙在燃燒時(shí),中心最高溫度可達(dá)650~750℃,表面溫度達(dá)350~450℃。如果被引燃的可燃物是容易著火的,又有外在風(fēng)流,就很可能釀成火災(zāi)。冬季的北方礦山在井下點(diǎn)燃木材取暖,會(huì)使風(fēng)流污染,有時(shí)造成局部火災(zāi)。2.爆破作業(yè)引起的火災(zāi)
爆破作業(yè)中發(fā)生的炸藥燃燒及爆破原因引起的硫化礦塵燃燒、木材燃燒,爆破后因通風(fēng)不良造成可燃性氣體聚集而發(fā)生燃燒、爆炸都屬爆破作業(yè)引起的火災(zāi)。2.爆破作業(yè)引起的火災(zāi)其直接原因可以歸納為:在常規(guī)的炮孔爆破時(shí),引燃硫化礦塵;某些采礦方法(如崩落法)采場(chǎng)爆破產(chǎn)生的高溫引燃采空區(qū)的木材;大爆破時(shí),高溫引燃黃鐵礦粉末、黃鐵礦礦塵及木材等可燃物;爆破產(chǎn)生的碳、氫化合物等可燃性氣體積聚到一定濃度,遇摩擦、沖擊或明火,便會(huì)發(fā)生燃燒甚至爆炸。2.爆破作業(yè)引起的火災(zāi)
炸藥燃燒不同于一般物質(zhì)的燃燒,它本身含有足夠的氧,無(wú)需空氣助燃,燃燒時(shí)沒(méi)有明顯的火焰,而是產(chǎn)生大量有毒有害氣體。燃燒初期,生成大量氮氧化物,表面呈棕色,中心呈白色。氮氧化物的毒性比CO更為劇烈,嚴(yán)重者可引起肺水腫造成死亡。3.焊接作業(yè)引起的火災(zāi)
在井下進(jìn)行氣焊、切割及電焊作業(yè)時(shí),如果沒(méi)有采取可靠的防火措施,由焊接、切割產(chǎn)生的火花及金屬熔融體遇到木材、棉紗或其他可燃物,便可能造成火災(zāi)。3.焊接作業(yè)引起的火災(zāi)
特別是在比較干燥的木支架進(jìn)風(fēng)井筒進(jìn)行提升設(shè)備的檢修作業(yè)或其他動(dòng)火作業(yè),因切割、焊接產(chǎn)生火花及金屬熔融體未能全部收集而落入井筒,又沒(méi)有用水將其熄滅,便很容易引燃木支架或其他可燃物,若撲滅不及時(shí),往往釀成重大火災(zāi)事故。4.電氣原因引起的火災(zāi)
供電線(xiàn)路、照明燈具、電氣設(shè)備的短路,過(guò)負(fù)荷,容易引起火災(zāi)。電火花、電弧及高溫赤熱導(dǎo)體引燃電氣設(shè)備、電纜等的絕緣材料極易著火。有的礦山用燈泡烘烤爆破材料或用電爐、大功率燈泡取暖、防潮,引燃了炸藥或木材,往往造成嚴(yán)重的火災(zāi)、中毒、爆炸事故。4.電氣原因引起的火災(zāi)
用電發(fā)生過(guò)負(fù)荷時(shí),導(dǎo)體發(fā)熱容易使絕緣材料烤干、燒焦,并失去其絕緣性能,使線(xiàn)路發(fā)生短路,遇有可燃物時(shí),極易造成火災(zāi)。帶電設(shè)備元件的切斷、通電導(dǎo)體的斷開(kāi)及短路現(xiàn)象發(fā)生都會(huì)形成電火花及明火電弧,瞬間達(dá)到1500~2000℃
以上的高溫,而引燃其他物質(zhì)。井下供電線(xiàn)路特別是臨時(shí)線(xiàn)路接觸不良,接觸電阻過(guò)高是造成局部過(guò)熱引起火災(zāi)的常見(jiàn)原因。4.電氣原因引起的火災(zāi)
白熾燈泡的表面溫度:40W以下的為70~90℃,60~100W的80—100℃,100W以上的為100~130℃。當(dāng)白熾燈泡打破而燈絲未斷時(shí),鎢絲最高溫度可達(dá)2500℃左右,這些都能構(gòu)成引火源,引起火災(zāi)發(fā)生。隨著礦山機(jī)械化、自動(dòng)化程度不斷提高,電器設(shè)備、照明和電器線(xiàn)路更趨復(fù)雜。電器保護(hù)裝置選擇、使用、維護(hù)不當(dāng),電器線(xiàn)路敷設(shè)混亂往往是引起火災(zāi)的重要原因。5.摩擦沖擊等引起的火災(zāi)
頂板冒落、巖石片幫等引起較大摩擦和沖擊,在通風(fēng)不良時(shí)產(chǎn)生熱量積聚,遇到采區(qū)內(nèi)灼熱的礦石或二氧化硫等可燃性氣體也可引起火災(zāi)。另外,機(jī)械設(shè)備的摩擦生熱和金屬?zèng)_擊火花也是引起火災(zāi)不可忽略的重要因素。
礦井外因火災(zāi)的預(yù)防1.預(yù)防明火引起火災(zāi)的措施
為防止在井口發(fā)生火災(zāi)和污濁風(fēng)流,禁止用明火或火爐直接接觸的方法加熱井內(nèi)空氣,也不準(zhǔn)用明火烤熱井口凍結(jié)的管道。井下使用過(guò)的廢油、棉紗、布頭、油氈、蠟紙等易燃物應(yīng)放入蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi),并及時(shí)運(yùn)至地面集中處理。1.預(yù)防明火引起火災(zāi)的措施
在大爆破作業(yè)過(guò)程中,要加強(qiáng)對(duì)電石燈、吸煙等明火的管制,防止明火與炸藥及其包裝材料接觸引起燃燒、爆炸。不得在井下點(diǎn)燃蠟紙作照明,更不準(zhǔn)在井下用木材生火取暖,特別對(duì)有民工采礦的礦山,更要加強(qiáng)對(duì)明火的管理。2.預(yù)防焊接作業(yè)引起火災(zāi)的措施
在井口建筑物內(nèi)或井下從事焊接或切割作業(yè)時(shí),要嚴(yán)格按照安全規(guī)程執(zhí)行和報(bào)總工程師批推,并制定出相應(yīng)的防火措施。必須在井筒內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí),須派專(zhuān)人監(jiān)護(hù)礦山地面防滅火工作,焊接完畢后,應(yīng)嚴(yán)格檢查和清理現(xiàn)場(chǎng)。2.預(yù)防焊接作業(yè)引起火災(zāi)的措施
在木材支護(hù)的井筒內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí),必須在作業(yè)部位的下面設(shè)置接收火星、鐵渣的設(shè)施,并派專(zhuān)人噴水淋濕,及時(shí)撲滅火星。在井口或井筒內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí),應(yīng)停止井筒中的其他作業(yè),必要時(shí)設(shè)置信號(hào)與井口聯(lián)系以確保安全。3.預(yù)防爆破作業(yè)引起的火災(zāi)
對(duì)于有硫化礦塵燃燒、爆炸危險(xiǎn)的礦山,應(yīng)限制一次裝藥量,并填塞好炮泥,以防止礦石過(guò)分破碎和爆破時(shí)噴出明火,在爆破過(guò)程中和爆破后應(yīng)采取噴霧灑水等降塵措施。3.預(yù)防爆破作業(yè)引起的火災(zāi)
對(duì)于一般金屬礦山,要按《爆破安全規(guī)程》要求,嚴(yán)格對(duì)炸藥庫(kù)照明和防潮設(shè)施的檢查,應(yīng)防止工作面照明線(xiàn)路短路和產(chǎn)生電火花而引燃炸藥,造成火災(zāi)。3.預(yù)防爆破作業(yè)引起的火災(zāi)
井下爆破作業(yè)不得使用在黃鐵礦中鉆孔時(shí)所產(chǎn)生的粉末做為填塞炮孔的材料。大爆破作業(yè)時(shí),應(yīng)認(rèn)真檢查運(yùn)藥路線(xiàn),以防止電氣短路、頂板冒落、明火等原因引燃炸藥,造成火災(zāi)、中毒、爆炸事故。爆破后要進(jìn)行有效的通風(fēng),防止可燃性氣體局部積聚,達(dá)到燃燒或爆炸界限,引起燒傷或爆炸事故。4.預(yù)防電氣方面引起的火災(zāi)
井下禁止使用電熱器和燈泡取暖、防潮和烤物,以防止熱量積聚而引燃可燃物造成火災(zāi);正確地選擇、裝配和使用電氣設(shè)備及電纜,以防止發(fā)生短路和過(guò)負(fù)荷。注意電路中接觸不良,電阻增加發(fā)生熱現(xiàn)象,正確進(jìn)行線(xiàn)路聯(lián)接、插頭聯(lián)接、電纜聯(lián)接、燈頭聯(lián)接等。4.預(yù)防電氣方面引起的火災(zāi)
井下輸電線(xiàn)路和直流回饋線(xiàn)路,通過(guò)木質(zhì)井框、井架和易燃材料的場(chǎng)所時(shí),必須采取有效的防止漏電或短路的措施。變壓器、控制器等用油,在倒入油前必須很好干燥,清除雜質(zhì),并按有關(guān)規(guī)程與標(biāo)準(zhǔn)采樣,進(jìn)行理化性質(zhì)試驗(yàn),以防引起電氣火災(zāi)。4.預(yù)防電氣方面引起的火災(zāi)
嚴(yán)禁將易燃易爆器材存放在電纜接頭、鐵道接頭、臨時(shí)照明線(xiàn)燈頭接頭或接地極附近,以免因電火花引起火災(zāi)。5.預(yù)防摩擦沖擊等引起的火災(zāi)
加強(qiáng)巷道維護(hù),定期對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測(cè),以預(yù)防火災(zāi)發(fā)生。新疆阜康礦難家屬悲痛欲絕小煤礦礦工一次背100多斤的煤走1000多米,一次1元錢(qián)
“背拖拖”湖南冷水江礦難
2006年4月6日,湖南省冷水江市東塘煤礦發(fā)生瓦斯突出事故,9名遇難者中有4名為女性。圖為獲救礦工李初娥介紹當(dāng)時(shí)情況。李初娥的姐姐李初蓮與丈夫陳崢求雙雙遇難,留下一對(duì)未成年兒女孤苦無(wú)依。李初蓮最初開(kāi)絞車(chē),但是只有300元一個(gè)月。于是去挖煤。到后來(lái)就去做最辛苦的“背拖拖”。
悲痛欲絕的死難者家屬隨著東塘礦難發(fā)生,村里一些在煤礦下井的女村民陷入“失業(yè)”。
一、地下礦基本知識(shí)1)階段、采區(qū)每隔一定的垂直高度劃分的礦段稱(chēng)為階段或中段。在階段范圍內(nèi),沿礦體走向把階段劃分成若干采區(qū)和礦塊。2)開(kāi)采時(shí)序下行開(kāi)采:自上而下即先開(kāi)采上階段,后開(kāi)采下階段上行開(kāi)采:階段由下往上的開(kāi)采順序。此方法在特殊特殊情況下使用。二、開(kāi)采步驟1)開(kāi)拓從地面掘進(jìn)一系列井巷達(dá)到礦床,使礦床連通地面,形成行人、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電、供風(fēng)等系統(tǒng)。2)采準(zhǔn)工作形成開(kāi)采面的相關(guān)掘進(jìn)工作3)切割工作在已準(zhǔn)備的礦塊內(nèi),為開(kāi)采開(kāi)辟的自由空間4)回采包括落礦、運(yùn)輸和地壓管理三、地下開(kāi)采礦山安全生產(chǎn)基本要求1)地下礦的井口和平硐及其主要建筑物的位置應(yīng)不受巖移、滑坡、滾石、地表塌陷、山洪爆發(fā)和雪崩的危害。井口標(biāo)高應(yīng)在歷年最高洪水位的1米以上。2)主要井巷應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖層中,避免布置在含水層、斷層和受斷層破壞的巖層中,特別是巖溶發(fā)育的流砂中。3)每個(gè)礦井必須有兩個(gè)獨(dú)立能人行的直達(dá)地面的安全出口,兩安全出口的間距應(yīng)不小于30m。每個(gè)生產(chǎn)水平(中段),均應(yīng)至少有兩個(gè)便于行人的安全出口,并應(yīng)同通往地面的安全出口相通。井巷的分道口應(yīng)有路標(biāo),注明其所在地點(diǎn)及通往地面出口的方向。所有井下作業(yè)人員,均應(yīng)熟悉安全出口。4)采礦方法合理,并符合安全規(guī)程要求5)選用適應(yīng)頂板特點(diǎn)的支護(hù)型式和器材,井下巷道斷面、寬度、高度應(yīng)滿(mǎn)足生產(chǎn)和行人的要求。6)礦井有完善、合理的通風(fēng)系統(tǒng),采用機(jī)械通風(fēng);風(fēng)質(zhì)、風(fēng)量、風(fēng)速等符合安全規(guī)程要求7)礦井的防排水、供電、照明等安全可靠8)提升系統(tǒng):安全防護(hù)和信號(hào)裝置齊全,其設(shè)備的選擇、安裝、試運(yùn)轉(zhuǎn)符合安全要求;按按規(guī)定選擇電氣設(shè)備、儀器儀表,其安裝和保護(hù)裝置符合要求且安全可靠9)尾礦和排土場(chǎng)的設(shè)置符合安全規(guī)程要求10)在自燃傾向的礦山的在完善的防滅火系統(tǒng)。11)按規(guī)定建立礦山救護(hù)組織,制訂應(yīng)急預(yù)案12)安全生產(chǎn)規(guī)章制度健全,按要求設(shè)置安全管理制度、配置安全管理人員,對(duì)特種作業(yè)人員按規(guī)定進(jìn)行教育和培訓(xùn)四、礦山開(kāi)拓系統(tǒng)1)平硐開(kāi)拓2)斜井開(kāi)拓3)豎井(立井)開(kāi)拓4)斜坡道開(kāi)拓以上幾種開(kāi)拓方式聯(lián)合開(kāi)拓五、常用采礦方法
(一)空?qǐng)霾傻V法:是指在回采過(guò)程中,采空區(qū)主要依靠暫留或永久殘留的礦柱進(jìn)行支撐,采空區(qū)始終是空著的,一般在礦石與圍巖很穩(wěn)固時(shí)采用???qǐng)霾傻V法又可分為全面采礦法、房柱采礦法、分段采礦法、階段礦房采礦法。◆全面采礦法:回采工作面沿礦床走向或沿傾斜方向全面推進(jìn),整層回采;在回采時(shí),將礦體內(nèi)所夾的廢石或貧礦石留下不采,作為不規(guī)則礦柱,用以支撐采空區(qū)的頂板。一般適用于礦石與頂板圍巖穩(wěn)固、礦體為水平或緩傾斜(小于30°)、礦體厚度不大于5~7米、礦石品位分布不均勻或有廢石夾層的礦體內(nèi)開(kāi)采。
◆房柱采礦法:是在礦塊內(nèi)礦房與礦柱交替布置,采礦房時(shí)留下規(guī)則的、不連續(xù)或連續(xù)的帶狀礦柱,借以支撐采空區(qū)頂板?!舴侄尾傻V法,階段礦房采礦法:主要用于傾斜度大的礦體開(kāi)采。礦房沿礦體走向或垂直方向布置,用深孔、扇形炮眼爆破,下部漏斗往階段平巷放礦。(二)崩落采礦法崩落采礦法的特點(diǎn)是隨著礦石采出有計(jì)劃地用崩落礦石的覆蓋巖層和上下盤(pán)巖石來(lái)充填采空區(qū),及時(shí)控制采區(qū)地壓和處理采空區(qū)。一般在礦體圍巖不穩(wěn)固、地表允許陷落的條件下采用。(三)留礦采礦法留礦采礦法是開(kāi)采厚度為0.7~5米的急傾斜脈狀礦床的常用方法,在現(xiàn)有采礦方法中最有效、最經(jīng)濟(jì),在中、小型金屬與非金屬礦山中廣泛使用。根據(jù)崩落礦石的炮孔深度不同,可分為淺孔留礦法和深孔留礦法。
(四)充填采礦法
充填采礦法的特點(diǎn)是在回采時(shí),采空區(qū)依靠充填其內(nèi)的充填料、支柱或充填料與支柱相配合形成的人工支撐體支撐采空區(qū)。根據(jù)充填材料和輸送方法的不同,充填采礦法分為干式充填采礦法和膠結(jié)充填采礦法。全面法采礦淺孔留礦法
淺孔留礦法應(yīng)采取的安全技術(shù)措施:1、在開(kāi)采第一分層后,應(yīng)將下部漏斗擴(kuò)完后并充滿(mǎn)礦石。2、每個(gè)漏斗都應(yīng)均勻放礦,發(fā)現(xiàn)懸空,上下都要停止作業(yè),消除懸空后方準(zhǔn)繼續(xù)作業(yè)。3、放礦人員和采場(chǎng)內(nèi)的人員,要密切聯(lián)系。在放礦影響區(qū)域內(nèi)不準(zhǔn)同時(shí)作業(yè)。4、每回采一分層的放礦量,應(yīng)控制在使工作面的高度保持在1米以?xún)?nèi)。在不穩(wěn)固的巖層中掘進(jìn)井巷,應(yīng)進(jìn)行支護(hù)。井巷支護(hù)分為臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù)。臨時(shí)支護(hù):棚式支護(hù)(金屬拱形支架和木棚支架)、錨桿支護(hù)、噴混凝土支護(hù)等。永久性支護(hù):砌碹支護(hù)、噴混凝土支護(hù)、澆混凝土支護(hù)、噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)等。不穩(wěn)固巖層,硬度系數(shù)f<5的井巷,斷層破碎帶處,遇水易碎脹、泥化的巖石巷道,易風(fēng)化的巖石巷道。需要支護(hù)的井巷,支護(hù)方法、支護(hù)與工作面間的距離,應(yīng)在施工設(shè)計(jì)中規(guī)定。支護(hù)與工作面間的距離:根據(jù)井巷類(lèi)型、形狀、大小、鑿巖和掘進(jìn)方式、施工作業(yè)循環(huán)時(shí)間、所采用的支護(hù)方式、圍巖的工程及水文地質(zhì)情況等,在施工設(shè)計(jì)中做出明確規(guī)定(一般要求臨時(shí)支護(hù)滯后工作面的距離不超過(guò)1m)。6.5礦山內(nèi)因火災(zāi)及其預(yù)防礦山內(nèi)因火災(zāi)是由于礦物氧化自燃引起的,金屬非金屬礦山的內(nèi)因火災(zāi)主要發(fā)生在開(kāi)采有自燃傾向硫化礦床的礦山,我國(guó)已開(kāi)采的硫化鐵礦山的20%~30%,有色金屬或多金屬硫化礦的5%~10%具有發(fā)生內(nèi)因火災(zāi)的危險(xiǎn)性。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素1.自燃的機(jī)理
(1)礦巖自燃的3個(gè)階段:氧化過(guò)程:硫化礦物或碳質(zhì)頁(yè)巖與空氣接觸時(shí)會(huì)發(fā)生氧化,氧化過(guò)程又分物理吸附和化學(xué)吸附兩個(gè)階段,這兩個(gè)階段都放出熱量。
礦巖自燃的機(jī)理及影響因素1.自燃的機(jī)理
自熱過(guò)程:若氧化生成的熱量大于向周?chē)l(fā)的熱量時(shí),這些物質(zhì)能自行增高其溫度,這種現(xiàn)象就稱(chēng)為自熱。隨著溫度的升高,氧化加劇,放熱能力也因而增高。
礦巖自燃的機(jī)理及影響因素1.自燃的機(jī)理
自燃階段:在一定外界條件下,局部的熱量可以積聚,物質(zhì)便不斷加熱,直到其達(dá)到著火溫度,即引起自燃。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素
(2)自熱、自燃與否的決定因素。如果物質(zhì)在氧化過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量低于周?chē)橘|(zhì)所能散發(fā)的熱量,則無(wú)升溫自熱現(xiàn)象。因此,物質(zhì)的自熱、自燃與否都是由下列3個(gè)基本因素決定的:該可燃物質(zhì)的氧化特性;空氣供給的條件;可燃物質(zhì)在氧化或燃燒過(guò)程中與周?chē)橘|(zhì)熱交換的條件。第一個(gè)因素是屬于物質(zhì)發(fā)生自燃的內(nèi)在因素,僅取決于物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì);而后兩個(gè)因素則取決于礦床的地質(zhì)情況和開(kāi)采的技術(shù)條件。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素(2)自熱、自燃與否的決定因素。礦體頂板巖層為含硫碳質(zhì)頁(yè)巖(特別是黃鐵礦在碳質(zhì)頁(yè)巖中以星點(diǎn)狀態(tài)存在)時(shí),當(dāng)頂板巖層被破壞后,黃鐵礦和單質(zhì)碳與空氣接觸也同樣可以產(chǎn)生氧化自熱到自燃的現(xiàn)象。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素(2)自熱、自燃與否的決定因素。任何一種礦巖的自燃必須經(jīng)過(guò)上述溫升的3個(gè)階段,礦巖是否屬于自燃礦巖,必須根據(jù)溫升的3個(gè)階段來(lái)確定。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素(2)自熱、自燃與否的決定因素。任何一種礦巖自燃的發(fā)生,即為礦巖的氧化過(guò)程,在此整個(gè)過(guò)程中,由于氧化程度的不同,必然呈現(xiàn)出不同的發(fā)展階段,因此可把礦巖自燃的發(fā)生劃分為氧化、自熱和自燃3個(gè)階段。這3個(gè)階段可用礦巖的溫升來(lái)表示和劃分,根據(jù)礦巖從常溫到自燃整個(gè)溫升過(guò)程的激化程度,可定為:常溫至100℃礦巖水分蒸發(fā)界限為低溫氧化階段,100℃至礦巖著火溫度為高溫氧化階段,礦巖著火溫度以上為燃燒階段。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素
2.主要影響因素礦巖物理化學(xué)性質(zhì):具有自燃傾向的礦巖的物質(zhì)組成和硫的存在形式、礦巖的脆性和破碎程度、礦巖的水分、pH值以及不同的化學(xué)電位對(duì)礦巖的自燃有著重要作用。
礦巖自燃的機(jī)理及影響因素
2.主要影響因素
礦巖的物質(zhì)組成和硫的存在形式是決定礦巖自燃傾向的重要因素。含硫量的多少不能作為衡量自燃火災(zāi)能否發(fā)生的判斷依據(jù),它只是與火災(zāi)規(guī)模有關(guān)系,因?yàn)楦鞣N礦巖的放熱能力是隨著礦巖中含硫量的增加而增長(zhǎng)的。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素
2.主要影響因素
礦巖的破碎程度對(duì)礦巖的氧化性有影響,松脆的和破碎程度大的礦巖,由于氧化表面積增大而加快其氧化速度;并且礦巖的破碎也降低了它的著火溫度,所以變得更容易自燃。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素
2.主要影響因素水分和pH值對(duì)礦巖的氧化性有顯著的影響,一般說(shuō)濕礦巖的氧化速度要比干礦巖快,pH值低的礦巖更易氧化。
礦巖中常含有多種帶有不同化學(xué)電位的物質(zhì)。當(dāng)?shù)V巖在有水分參與反應(yīng)的氧化過(guò)程中,各物質(zhì)成分間因電位的不同將產(chǎn)生電流因而加速了氧化作用。
礦巖自燃的機(jī)理及影響因素
(2)礦床賦存條件:硫化礦床自燃與礦體厚度、傾角等有關(guān)系。礦體的厚度愈厚與傾角愈大,則火災(zāi)的危險(xiǎn)性也愈大,因?yàn)榧眱A斜的礦體遺留在采空區(qū)內(nèi)的木材和碎礦石易于集中,礦柱易受壓破壞,且采空區(qū)較難嚴(yán)密隔離。有地質(zhì)構(gòu)造破壞的礦體礦石破碎、裂隙多、滲水好、地壓大,自燃危險(xiǎn)性也較大。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素
(3)開(kāi)采技術(shù)條件:開(kāi)拓、采礦、通風(fēng)方式直接影響礦石暴露時(shí)間、漏風(fēng)情況、供氧條件等,這些都關(guān)系到礦石的氧化速度,選擇不合理會(huì)加劇氧化而引起自燃。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素
(4)水的影響:水能促進(jìn)黃鐵礦的氧化,是一種供氧劑。但過(guò)量的水能帶走熱量,并且水汽化時(shí)要吸收大量熱,同時(shí)生成的Fe(OH)2,這是一種膠狀物,會(huì)使礦石產(chǎn)生膠結(jié),故水又是一種抑制劑。礦巖自燃的機(jī)理及影響因素
(5)同時(shí)參與反應(yīng)的礦量的影響:參與反應(yīng)的礦石和粉礦越多,自燃的危險(xiǎn)性越大,反之則危險(xiǎn)性減小。此外,溫度對(duì)自燃的影響是一個(gè)很重要的因素,因?yàn)榈V巖的氧化自熱是隨著溫度的升高而加快的。
1)瓦斯(CH4)化學(xué)名甲烷,是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒的氣體。主要來(lái)源于井下暴露的煤巖石壁、爆破作業(yè)、采掘機(jī)割煤、鉆眼、采出的煤炭、煤與瓦斯突出等。2)一氧化碳(CO)無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體。主要來(lái)源于井下爆破作業(yè)、火災(zāi)、煤塵或瓦斯爆炸事故。對(duì)人體的危害主要是其窒息作用。《煤礦安全規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)程》)規(guī)定其最高允許濃度為0.0024%(24ppm)。其他還有硫化氫(H2S)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、氨(NH3)等不多見(jiàn)的有害氣體,《規(guī)程》對(duì)各種有害氣體均規(guī)定了最高允許濃度。規(guī)程》對(duì)溫度有如下規(guī)定:進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣溫度(干球溫度,下同)必須在2℃以上。生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過(guò)26℃,機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過(guò)30℃;當(dāng)空氣溫度超過(guò)時(shí),必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時(shí)間,并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過(guò)30℃、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過(guò)34℃時(shí),必須停止作業(yè)。新建、改擴(kuò)建礦井設(shè)計(jì)時(shí),必須進(jìn)行礦井風(fēng)溫預(yù)測(cè)計(jì)算,超溫地點(diǎn)必須有制冷降溫設(shè)計(jì),配齊降溫設(shè)施。礦山內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防
內(nèi)因火災(zāi)的發(fā)展過(guò)程要經(jīng)歷起始、自熱、明火、燃燒和熄滅幾個(gè)階段,能在它的早期就識(shí)別出來(lái),是相當(dāng)重要的。內(nèi)因火災(zāi)的各個(gè)階段會(huì)表現(xiàn)出各自的特征,主要取決于自燃物質(zhì)的種類(lèi)和所處的環(huán)境。為了早期識(shí)別火災(zāi),就必須了解起始和自熱階段的特征。礦山內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防
硫化礦石自燃起始階段的性質(zhì)和特征,目前尚未揭露。現(xiàn)場(chǎng)觀察常見(jiàn)礬類(lèi)礦物以及空氣中有極微量的SO2;在自熱階段,自熱區(qū)溫度逐漸升高,并高于外界氣溫;氧化時(shí)分泌出大量水分,使當(dāng)?shù)乜諝獬尸F(xiàn)過(guò)飽和狀態(tài),在巷道壁和支架上凝結(jié)成水珠,俗稱(chēng)“巷道出汗”。硫化礦自熱產(chǎn)生SO2于空氣中,當(dāng)木材參與氧化時(shí),空氣中CO、CO2的含量也逐漸增多,并且開(kāi)始出現(xiàn)木材干餾的臭味。礦山內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防
識(shí)別初期內(nèi)因火災(zāi)的方法歸納如下:
(1)利用人的直覺(jué):在巷道內(nèi)火區(qū)附近往往能看到霧氣和巷道壁與支架上“出汗”;在冬季,還可能看到從地面的裂縫口、鉆孔口上冒出蒸汽或者局部地點(diǎn)的冰雪融化現(xiàn)象;在硫化礦井中還可能看到由于硫化鐵氧化形成硫酸鹽(礬類(lèi)礦物)而使沿脈巷道壁呈現(xiàn)灰白。礦山內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防
(1)利用人的直覺(jué):嗅到火災(zāi)的特殊臭味。硫化礦井中嗅到二氧化硫的刺激性臭味。人體對(duì)于火區(qū)附近不正常的大氣條件會(huì)有不舒適的感覺(jué),如頭疼、悶熱、裸露的皮膚有微痛、精神過(guò)分興奮或疲乏等。礦山內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防(2)化學(xué)分析法:分析可疑地區(qū)的空氣成分。在可疑地區(qū)系統(tǒng)地采集空氣試樣進(jìn)行分析,以觀測(cè)空氣成分的變化,從而確定自熱的發(fā)展動(dòng)態(tài)。礦山內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防(2)化學(xué)分析法:在硫化礦井中,當(dāng)木材參與自熱時(shí),基本上也可利用空氣中CO、CO2和O2含量的變化規(guī)律,即當(dāng)CO含量穩(wěn)定或逐漸增多,CO2增多、O2減少,作為火災(zāi)初期的征兆,但還應(yīng)著重分析SO2的含量。當(dāng)CO和SO2含量穩(wěn)定或者逐漸增加時(shí),一般說(shuō),可認(rèn)為自熱已經(jīng)發(fā)生。礦山內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防(2)化學(xué)分析法:分析可疑地區(qū)的地下水。在硫化礦井中,由于硫化鐵在水—空氣介質(zhì)中氧化生成硫酸鐵和硫酸,以及SO2溶解于水中會(huì)使自熱區(qū)內(nèi)流出的地下水的性質(zhì)改變。若發(fā)現(xiàn)地下水中游離硫酸的含量增多,地下水中銅、鐵等金屬(或離子)含量增多,地下水中有機(jī)物(木材分解產(chǎn)物)含量增多(根據(jù)有機(jī)物被過(guò)錳酸鹽氧化的程度來(lái)確定),就可認(rèn)為將有自燃的危險(xiǎn)。為了分析地下水,必須在流動(dòng)的水中采集水樣。取水樣時(shí),還應(yīng)測(cè)定水的流量和溫度。礦山內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防(3)物理檢測(cè)法:測(cè)定空氣的溫度和濕度:系統(tǒng)測(cè)定和記錄礦內(nèi)有關(guān)地區(qū)的空氣溫度和濕度,結(jié)合上述各種識(shí)別方法所得資料,就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)嫌疑火區(qū)和掌握自熱過(guò)程的發(fā)展動(dòng)態(tài)。該處氣溫和水溫穩(wěn)定地上升超過(guò)25℃以上時(shí),一般可視為是火災(zāi)初期的征兆。為了測(cè)定采空區(qū)和隔離區(qū)內(nèi)的氣溫,可采用最高溫度計(jì)或遠(yuǎn)程電阻溫度計(jì)。礦山內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防(3)物理檢測(cè)法:測(cè)定巖石的溫度:測(cè)定巷道圍巖的溫度時(shí),可將最高溫度計(jì)放到預(yù)先鉆好的4~5m深的鉆孔底部,孔內(nèi)灌水,堵塞孔口,或者將最高溫度計(jì)的儲(chǔ)液球置于盛水的套管中再放入鉆孔內(nèi)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)巖溫穩(wěn)定上升到30℃以上時(shí),一般可認(rèn)為是火災(zāi)初期的象征。煤礦束管法監(jiān)測(cè)井下自然發(fā)火預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施1.開(kāi)拓、開(kāi)采技術(shù)方面的防火措施
(1)在開(kāi)拓方式上要盡量采用脈外巷道的方式和少留礦柱,以便盡可能減少礦體暴露于空氣中的時(shí)間和空間,易于迅速隔離任何采區(qū)。
預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施
(2)合理地劃分采區(qū)尺寸,并快速回采,以便使采區(qū)的回采時(shí)間短于自燃發(fā)火期,采完后立即將其封閉。
(3)開(kāi)采順序上應(yīng)該做到先采上層后采下層,以及自井田邊界向井田中央回采。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施1.開(kāi)拓、開(kāi)采技術(shù)方面的防火措施
(4)合理地選擇采礦方法。從防火角度比較各種采礦方法時(shí),必須考慮下述因素:礦石的損失量及其集中程度、遺留在采空區(qū)中的木料量及其分布、回采強(qiáng)度、對(duì)采空區(qū)封閉的可能性及其嚴(yán)密性。
(5)及時(shí)從采場(chǎng)清除粉礦,作好頂板的管理工作。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施
2.建立合理的通風(fēng)制度
(1)應(yīng)該采用機(jī)械通風(fēng)。通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的大小應(yīng)保證風(fēng)流方向穩(wěn)定,不受自然風(fēng)壓的不利影響,但通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓又不能過(guò)大,風(fēng)井應(yīng)有反風(fēng)裝置,并須經(jīng)常檢查和試驗(yàn)反風(fēng)裝置的反風(fēng)效果以及井下的風(fēng)門(mén)對(duì)反風(fēng)的適應(yīng)性。
(2)結(jié)合開(kāi)拓方式和回采順序,選擇相應(yīng)的且合理的通風(fēng)系統(tǒng),以減少漏風(fēng)。各作業(yè)區(qū)采用獨(dú)立風(fēng)流并聯(lián)通風(fēng),以降低總風(fēng)壓,減少漏風(fēng)量,便于調(diào)節(jié)和控制風(fēng)流。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施
(3)加強(qiáng)通風(fēng)狀況和通風(fēng)構(gòu)筑物的檢查和管理。注意降低有漏風(fēng)地點(diǎn)的巷道風(fēng)阻,嚴(yán)防向采空區(qū)的漏風(fēng)。提高各種密閉墻、風(fēng)門(mén)的質(zhì)量。
(4)為了調(diào)節(jié)通風(fēng)狀況而安設(shè)風(fēng)窗、風(fēng)門(mén)、風(fēng)墻或輔扇時(shí),應(yīng)該安在地壓較小、巷道周壁無(wú)裂縫的位置上。還應(yīng)密切注意,有了這些通風(fēng)設(shè)施以后,是否會(huì)使本來(lái)穩(wěn)定且對(duì)防火有利的通風(fēng)狀況變?yōu)閷?duì)防火不利。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施
3.密閉采空區(qū)或局部充填隔離密閉與充填是將可能自然發(fā)火的地區(qū)封閉,隔絕空氣漏入,以防止氧化。對(duì)于礦柱的裂縫,一般用泥漿堵塞其入口和出口,而對(duì)采空區(qū)除堵塞裂縫外,還在通達(dá)采空區(qū)的巷道口上建立防火墻。井下防火墻按其作用分臨時(shí)的和永久的兩種。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施
3.密閉采空區(qū)或局部充填隔離臨時(shí)防火墻的作用是暫時(shí)隔斷風(fēng)流,阻止自燃的發(fā)展,以便準(zhǔn)備滅火工作,或者保護(hù)工人在安全條件下建造永久防火墻。對(duì)臨時(shí)防火墻的要求是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、建造迅速。金屬非金屬礦山常用木板條敷泥臨時(shí)防火墻和預(yù)制混凝土防火墻。近年來(lái),出現(xiàn)了各種塑料充氣快速密閉墻。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施
3.密閉采空區(qū)或局部充填隔離永久性防火墻的作用是長(zhǎng)期嚴(yán)密隔絕采空區(qū),因而要求堅(jiān)固和密實(shí)。同時(shí),永久防火墻必須有足夠的厚度,邊緣嵌入巷道周壁應(yīng)有0.5m以上的深度,墻上應(yīng)安設(shè)2~3根鋼管,以備測(cè)溫、采集氣樣和放水。防火墻位置的選擇:
正確地選擇防火墻位置是滅火能否成功的關(guān)鍵。防火墻位置的選擇應(yīng)遵守規(guī)定范圍盡可能小,防火墻數(shù)量盡可能少和有外于快速施工的原則。其目的在于使封閉區(qū)內(nèi)系統(tǒng)簡(jiǎn)單,便于控制。閉墻越多,控制范圍越大,漏風(fēng)就會(huì)越多,不利于滅火。此外,位置的選擇還應(yīng)注意砌墻地點(diǎn)圍巖的堅(jiān)實(shí)性,應(yīng)盡量選擇圍巖堅(jiān)固,無(wú)裂縫的地點(diǎn)砌筑,以保證防火墻的嚴(yán)密性。
為了防止火區(qū)封閉后,引起火災(zāi)氣體或瓦斯的爆炸,選擇防火墻位置時(shí),還應(yīng)注意:
①入風(fēng)側(cè)防火墻離火源應(yīng)盡可能近些。
②防火墻與火源之間不應(yīng)有旁側(cè)風(fēng)路存在,以免火區(qū)封閉區(qū)內(nèi)部風(fēng)流逆轉(zhuǎn),造成火災(zāi)氣體或瓦斯的爆炸。
③火區(qū)封閉的順序,對(duì)滅火效果和救災(zāi)人員的安全有著十分重要的作用。特別是在瓦斯礦井中,不正確的封閉方法才能造成瓦斯爆炸事故的發(fā)生。用防火墻封閉采空區(qū)后,要經(jīng)常檢查防火墻的狀況,觀測(cè)漏風(fēng)量、封閉區(qū)內(nèi)的氣溫和空氣成分。防火墻不是完全密封,應(yīng)設(shè)法降低封閉區(qū)進(jìn)、回風(fēng)側(cè)的風(fēng)壓差。發(fā)現(xiàn)封閉區(qū)有自熱預(yù)兆,應(yīng)采取灌漿措施。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施4.預(yù)防性灌漿向可能發(fā)生和已經(jīng)發(fā)生內(nèi)因火災(zāi)的采空區(qū)注入泥漿,其中的泥土沉降下來(lái),填充灌漿區(qū)內(nèi)的空隙、鉆入縫隙中并且包裹礦巖和木料碎塊,水則過(guò)濾出來(lái),這是一個(gè)行之有效的預(yù)防和消滅內(nèi)因火災(zāi)的方法。這一方法的防火作用在于:隔離了礦巖、木料同空氣的接觸,防止氧化,加強(qiáng)了采空區(qū)密閉的嚴(yán)密性,減少漏風(fēng)。如果礦巖已經(jīng)自熱或自燃,泥漿也起冷卻作用,降低封閉區(qū)內(nèi)的溫度,阻止自燃過(guò)程的繼續(xù)發(fā)展。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施
預(yù)防性灌漿的技術(shù)要點(diǎn)如下:
(1)灌漿的工藝程序是先封閉后灌漿。一般是先從地下巷道建造防火墻封閉采空區(qū),待注漿后,堵塞溝通地面的裂縫。在防火墻的內(nèi)側(cè)距5~10m的位置上,必要時(shí)應(yīng)先建造過(guò)濾墻,以便濾水和阻擋泥土。
(2)泥漿固體材料應(yīng)該滿(mǎn)足下述主要要求:容易脫水,而且沉降后濾出的水中含泥量向孔隙的滲入性強(qiáng),但收縮率小,不含可燃物,采、運(yùn)和加工費(fèi)用較少。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施
預(yù)防性灌漿的技術(shù)要點(diǎn)如下:
(3)泥漿的制造可以在地面設(shè)立泥漿站,采用攪拌機(jī)等設(shè)備制造;或者直接用水槍沖采表土制成泥漿,或者用其他簡(jiǎn)易方法。
(4)灌漿方式:將泥漿注入采空區(qū)的方式繁多,不同的地質(zhì)及采礦技術(shù)條件應(yīng)用不同的灌漿方式。金屬礦山常采用的灌漿方式有:通過(guò)崩落區(qū)的陷坑和裂縫灌漿、通過(guò)鉆孔灌漿、通過(guò)巷道中的管道灌漿、掘進(jìn)專(zhuān)用消火巷道通達(dá)火區(qū)進(jìn)行灌漿以及混合方式灌漿。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施
預(yù)防性灌漿的技術(shù)要點(diǎn)如下:
(5)滅火灌漿與預(yù)防性灌漿的區(qū)別在于鉆孔布置上的不同。滅火灌漿應(yīng)適當(dāng)加密鉆孔并包圍火源,灌漿順序是先灌火區(qū)周?chē)?,逐漸向火源中心灌注。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施5.使用阻化劑
利用阻化劑可以抑制、延緩具有自燃傾向礦巖的氧化反應(yīng),達(dá)到預(yù)防火災(zāi)的目的。阻化劑多為無(wú)機(jī)鹽類(lèi)化合物,這些化合物附著在礦巖表面上時(shí)能吸收空氣中的水分,形成含水液膜,從而起到隔氧阻化作用。同時(shí),水分蒸發(fā)時(shí)還能起到吸熱降溫作用。阻化劑可用噴灑或壓注的方法進(jìn)入礦體。主要用在缺土少水、人口稠密的地區(qū),頂板為灰質(zhì)頁(yè)巖和泥質(zhì)頁(yè)巖等不易用黃泥灌漿的礦山。預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)的措施6.均壓通風(fēng)防火均壓通風(fēng)防火是利用礦井通風(fēng)中的風(fēng)壓調(diào)節(jié)技術(shù),使采空區(qū)的進(jìn)出風(fēng)側(cè)的風(fēng)壓差盡量小,從而減少或消除漏風(fēng),防止硫化礦石自燃的方法。在已經(jīng)發(fā)生火災(zāi)的情況下,利用均壓通風(fēng),可以減少或控制對(duì)火區(qū)的供氧而達(dá)到滅火的目的。實(shí)現(xiàn)均壓通風(fēng)的方法有很多,如風(fēng)窗調(diào)節(jié)法、風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法、風(fēng)機(jī)與風(fēng)窗調(diào)節(jié)法、風(fēng)機(jī)與風(fēng)筒調(diào)節(jié)法、以及氣室調(diào)節(jié)法等。6.6礦山滅火6.6.1滅火方法概述冷卻法隔離法窒息法抑制法火災(zāi)種類(lèi)不同,采用的滅火方法和滅火劑也不同,在選擇滅火方法和滅火劑時(shí)要充分注意。物質(zhì)的火災(zāi)分類(lèi)有:A類(lèi)火災(zāi),B類(lèi)火災(zāi),C類(lèi)火災(zāi)和D類(lèi)火災(zāi)。1、用水滅火水熱容大,受熱蒸發(fā)時(shí)吸收大量的熱,水蒸氣可以稀釋可燃性氣體,當(dāng)空氣中的水蒸氣超過(guò)30~50%,就可以使火熄滅。密集高壓水滅火:高速射流流出,用于冷卻和保護(hù)。水霧滅火。思考水霧的滅火作用?回答水蒸氣滅火。撲滅密閉的房間,空氣不流通的地方,燃燒面積不大的火災(zāi)。金屬礦山安全規(guī)程,井下消防供水水池容積不小于200立方米。用木材支護(hù)的應(yīng)設(shè)置防火水管。2、泡沫滅火液體膜包裹氣體構(gòu)成的氣液兩相氣泡?;瘜W(xué)泡沫對(duì)撲滅汽油、煤油等易燃液體火災(zāi)最有效。對(duì)撲滅木材等堆積物火災(zāi)效果差,不宜用于撲滅醇類(lèi)等水溶性液體。空氣泡沫中高倍數(shù)泡沫以界面活性劑為主,他氣泡發(fā)生量大,適合于快速切斷礦山井下的火災(zāi)。山東中煤工礦物資有限公司SZP型中倍數(shù)泡沫發(fā)生器1.產(chǎn)品特點(diǎn):中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器適用于撲救油類(lèi)、化工流淌液體火災(zāi)及一般固定物質(zhì)火災(zāi)。其有固定式,半固定式和移動(dòng)式三種,中倍數(shù)泡沫具有流動(dòng)性能好,抗燒性能強(qiáng),脫水速度慢,覆蓋火源快特點(diǎn).2.主要技術(shù)性能指標(biāo)型號(hào)工作壓力(MPa)工作范圍(MPa)混合液流量(L/s)泡沫倍數(shù)(倍)使用藥劑類(lèi)型重置(kg)SZP型0.60.3-0.76≤70合成形泡沫153、惰性氣體滅火礦山滅火用的惰性氣體用燃油燃燒除去空氣中的氧制成的,主要成分是氮?dú)狻⒍趸?、少量殘余氧氣、噴水冷卻時(shí)產(chǎn)生的大量水蒸氣。液氮是目前礦井滅火中常用的惰性氣體。4、鹵族滅火劑滅火1211滅火劑1301滅火劑。5、化學(xué)干粉和固態(tài)滅火劑滅火礦山井下使用的磷酸銨鹽類(lèi)干粉,裝在滅火手雷或滅火炮彈中。滅火手雷成分是磷酸氫二銨,適用于撲滅近距離初期火災(zāi)。滅火炮彈中的干粉成分是磷酸二氫銨用于中距離初始火災(zāi)和獨(dú)頭巷道滅火。礦內(nèi)滅火方法
火災(zāi)發(fā)生的主要因素,熱源、可燃物、空氣的供給三者同時(shí)存在,相互結(jié)合,缺一不可。滅火就是要除掉其中的一兩個(gè)或全部因素。因此,滅火的方法大體可以對(duì)應(yīng)地分為:消除可燃物、降低燃燒溫度、斷絕空氣的供給3個(gè)方面。但是每個(gè)具體的滅火方法的作用并不單單局限于某一方面。在實(shí)際應(yīng)用中,采用哪一種滅火方法,要根據(jù)礦井自身?xiàng)l件和火災(zāi)情況而定。礦內(nèi)滅火方法
1.直接滅火法
(1)挖除可燃物:挖除可燃物就是將已經(jīng)發(fā)熱或燃燒的礦物、巖石以及其他可燃物挖出、清除、運(yùn)出井外。這是撲滅礦井火災(zāi)最徹底的方法,但是采用這種方法的條件是:火災(zāi)處于初起階段,涉及范圍不大;無(wú)爆炸危險(xiǎn);火源位于人員可直接到達(dá)的地點(diǎn)。這種滅火方法具有一定的危險(xiǎn)性,工作必須要組織好,同時(shí)要制定嚴(yán)格的安全措施。礦內(nèi)滅火方法
1.直接滅火法
(2)用水、化學(xué)滅火器、惰性氣體、泡沫劑、膠體材料、砂子或巖粉等,直接在燃燒區(qū)域及其附近滅火,以便在火災(zāi)初起時(shí)迅速地?fù)錅纭5V內(nèi)滅火方法
2.封閉火區(qū)滅火法封閉滅火法是在通往火區(qū)的所有巷道內(nèi)建筑防火墻、填平地面塌陷區(qū)裂隙,以阻止空氣進(jìn)入火源地,從而使火區(qū)因缺氧而熄滅。一般該法在當(dāng)不能用直接滅火法或用其無(wú)效時(shí)采用。礦內(nèi)滅火方法
2.封閉火區(qū)滅火法對(duì)火區(qū)的封閉,首先應(yīng)考慮的是,將火區(qū)迅速而嚴(yán)密地控制和封閉起來(lái)的迫切性以及封閉過(guò)程中引起爆炸的可能性。因此,對(duì)于密閉墻的類(lèi)型和強(qiáng)度、建造地點(diǎn)和施工快慢、封閉過(guò)程中的通風(fēng)、最后封閉的程序等,都必須慎重作出決定。礦內(nèi)滅火方法
火區(qū)封閉后,應(yīng)設(shè)法加速火災(zāi)熄滅。首要的措施是減少火區(qū)的漏風(fēng)。由于現(xiàn)今任何密閉墻都不能完全杜絕漏風(fēng),所以必須采取補(bǔ)充措施——平衡風(fēng)壓,即盡量減小火區(qū)進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)兩側(cè)的風(fēng)壓差。礦內(nèi)滅火方法
利用平衡風(fēng)壓法的原理,針對(duì)各種不同情況,提出過(guò)各種減少向火區(qū)或崩落采空區(qū)漏風(fēng)的具體措施。如設(shè)置消火災(zāi)巷道、建立平衡壓差的硐室等。在采用抽出式通風(fēng)系統(tǒng)的礦井中,為了要減少?gòu)牡孛鏉B漏到崩落區(qū)的漏風(fēng),可在崩落區(qū)下面的主通風(fēng)風(fēng)流(其風(fēng)壓對(duì)地面說(shuō)為負(fù)壓)中設(shè)置輔扇(在該采區(qū)的入風(fēng)側(cè)),并在其回風(fēng)側(cè)設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)窗,以便提高該采區(qū)通風(fēng)風(fēng)流的風(fēng)壓,或者說(shuō),保持該采區(qū)的進(jìn)風(fēng)風(fēng)量等于或略大于它的回風(fēng)量,就能阻擋從地面漏入風(fēng)量。礦內(nèi)滅火方法3.聯(lián)合滅火法當(dāng)?shù)V內(nèi)火災(zāi)不能用直接滅火法消滅火災(zāi)時(shí),應(yīng)立即采用本法。目前常用的是向封閉火區(qū)注入泥漿或惰性氣體。礦內(nèi)滅火方法3.聯(lián)合滅火法
(1)灌漿滅火:消火性灌漿的技術(shù)內(nèi)容大體上與上述預(yù)防性灌漿的相同,不過(guò),灌漿方式和灌漿參數(shù)必須根據(jù)消滅火災(zāi)這一目的和具體條件來(lái)確定。一般的原則是在確定了火源中心及其發(fā)展動(dòng)向以后,使泥漿包圍火源和附近的蔓延區(qū),在該區(qū)城內(nèi)先外圍后中心地實(shí)行全面灌漿,或在火災(zāi)蔓延的前方注一帶泥漿“籬笆”阻止火災(zāi)蔓延。如果利用鉆孔,鉆孔不要布置在地表塌陷區(qū),更不要將鉆孔打入采空區(qū)內(nèi)的礦柱中。若采用消火巷道通達(dá)火源來(lái)注漿,則應(yīng)注意在火區(qū)附近掘進(jìn)消火巷道的安全性。礦內(nèi)滅火方法(2)灌注惰性氣體滅火:往封閉火區(qū)注入惰性氣體(CO2、N2、爐煙和水蒸汽等)可以排擠出火區(qū)的空氣、降低空氣中的含氧量、冷卻火源、增加密閉區(qū)內(nèi)的氣壓以減少漏風(fēng);同時(shí)惰性氣體易于滲入礦、巖的空隙而包圍燃燒體,阻止其氧化??梢?jiàn),其滅火作用是很大的。但是,用這種方法需要一定的設(shè)備,氣體消耗量大,成本較高,且要求高質(zhì)量的封閉以防這類(lèi)毒害性氣體滲出?;饏^(qū)管理與啟封
1.火區(qū)管理
礦井火區(qū)被封閉之后,可以認(rèn)為已被控制,但是火源并末徹底熄滅,對(duì)礦井仍是一個(gè)潛在的威脅。因此,加強(qiáng)火區(qū)管理,促使火源早日消滅是擺在通風(fēng)防滅火工作者面前的一項(xiàng)主要任務(wù)。2.火區(qū)觀測(cè)
為了判斷火區(qū)內(nèi)火災(zāi)是否熄滅和能否打開(kāi)火區(qū),應(yīng)該經(jīng)常觀測(cè)火區(qū)。觀測(cè)火區(qū)的方法是定期采集火區(qū)內(nèi)的空氣試樣進(jìn)行氣體成分的分析,測(cè)量火區(qū)內(nèi)的溫度和流出水的溫度。2.火區(qū)觀測(cè)特別注意:在鄰近進(jìn)風(fēng)井或進(jìn)風(fēng)大巷的火區(qū)受到高負(fù)壓的作用時(shí)極易發(fā)生火源復(fù)燃事故。因此,有時(shí)在火區(qū)出風(fēng)側(cè)密閉的取樣分析氧濃度雖然為零,但也不能作為判定火區(qū)已經(jīng)熄滅的根據(jù)。在注氮滅火的過(guò)程中,火區(qū)氣體指標(biāo)也無(wú)法反映熄滅程度。2.火區(qū)觀測(cè)
如果通過(guò)防火墻上管子所收集的上述資料(分析和測(cè)定結(jié)果),還不足以判斷火情時(shí),則可打?qū)S勉@孔,進(jìn)行檢查。必須注意系統(tǒng)記錄和統(tǒng)計(jì)各火區(qū)的觀測(cè)資料,當(dāng)發(fā)現(xiàn)下列情況時(shí),可以認(rèn)為火災(zāi)已經(jīng)熄滅:
(1)火區(qū)內(nèi)的空氣和礦、巖的溫度已穩(wěn)定地降至30℃以下;
(2)火區(qū)內(nèi)沒(méi)有CO和S02,或者含量始終保持“痕跡”;
(3)火區(qū)內(nèi)流出的水的溫度降至25℃以下,其酸性逐漸減弱。2.火區(qū)觀測(cè)
只有當(dāng)確證火災(zāi)已經(jīng)熄滅,才考慮重開(kāi)火區(qū),恢復(fù)火區(qū)的生產(chǎn)。為此,應(yīng)該編制工程計(jì)劃,經(jīng)主管局(公司)審批后,由礦山救護(hù)隊(duì)執(zhí)行,啟開(kāi)防火墻和恢復(fù)火區(qū)的通風(fēng)。啟封火區(qū)時(shí),在火區(qū)附近必須設(shè)立救護(hù)基地,準(zhǔn)備消火器材;選定火區(qū)的回風(fēng)道,回風(fēng)道內(nèi)的人員應(yīng)事先撤出;對(duì)回風(fēng)道內(nèi)的空氣成分必須經(jīng)常測(cè)定,若發(fā)現(xiàn)有CO和SO2時(shí),須立即停止火區(qū)的通風(fēng),并將火區(qū)重新封閉。2.火區(qū)觀測(cè)啟封火區(qū)的方法有兩種:當(dāng)火區(qū)范圍不大,確認(rèn)火源已經(jīng)熄滅時(shí)采用通風(fēng)啟封火區(qū)法。當(dāng)火區(qū)范圍較大,火源是否已經(jīng)完全熄滅難以確認(rèn)時(shí)采用鎖風(fēng)啟封火區(qū)法。火區(qū)打開(kāi)后,應(yīng)該在有救護(hù)隊(duì)值班和經(jīng)常檢查空氣成分的條件下,進(jìn)行試生產(chǎn)10天,情況良好,才將其投入正常生產(chǎn)。6.7火災(zāi)時(shí)期礦內(nèi)風(fēng)流控制一、火風(fēng)壓礦內(nèi)火災(zāi)發(fā)生后,火災(zāi)所波及的巷道里的空氣成分將發(fā)生變化,并且空氣被加熱而容重減少,形成于自然熱風(fēng)壓類(lèi)似的熱風(fēng)壓。這種熱風(fēng)壓稱(chēng)為火風(fēng)壓?;痫L(fēng)壓是發(fā)生礦內(nèi)火災(zāi)時(shí)所引起的熱風(fēng)壓的增量?;痫L(fēng)壓的影響因素:巷道的始末差越大,產(chǎn)生的火風(fēng)壓越大?;鹧姘芽諝饧訜岬臏囟仍礁?,火風(fēng)壓越大。二、火風(fēng)壓對(duì)礦內(nèi)通風(fēng)的影響火風(fēng)壓對(duì)主扇工況的影響當(dāng)火風(fēng)壓與礦井總風(fēng)壓方向一致,新的聯(lián)合特性曲線(xiàn)。主扇工況點(diǎn)為E點(diǎn),主扇的風(fēng)壓減小,風(fēng)量增加,功率增加,可能造成離心式扇風(fēng)機(jī)的電機(jī)燒毀?;痫L(fēng)壓對(duì)通風(fēng)網(wǎng)路的影響上行風(fēng)流中,局部火風(fēng)壓的作用方向與原風(fēng)流方向一致,結(jié)果使出現(xiàn)火風(fēng)壓的巷道里風(fēng)量增加,旁側(cè)風(fēng)流逆轉(zhuǎn),下行風(fēng)流中,局部火風(fēng)壓的作用方向與原風(fēng)流方向相反,該巷道中風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。三、火災(zāi)時(shí)期風(fēng)流紊亂的防治降低火風(fēng)壓在礦井通風(fēng)的分支風(fēng)流中發(fā)生火災(zāi)的場(chǎng)合,應(yīng)該維持主扇風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。盡可能利用火源附近的巷道,將煙氣直徑導(dǎo)入總回風(fēng)道,排到礦外。火災(zāi)發(fā)生在總?cè)腼L(fēng)流中,應(yīng)進(jìn)行全礦性反風(fēng)。火災(zāi)發(fā)生在總回風(fēng)流中,維持原來(lái)風(fēng)流方向才能夠把煙氣迅速排出。思考題礦山外因火災(zāi)的主要引火源有哪些,如何控制這些引火源。火災(zāi)時(shí)期礦內(nèi)風(fēng)流紊亂的原因是什么,應(yīng)該怎樣防治。均壓技術(shù)是在20世紀(jì)50年代由波蘭漢·貝斯特朗(H.Bystron)教授首先提出。均壓(“以風(fēng)治火”),簡(jiǎn)單,成本最低,控制火勢(shì)的發(fā)展常常立竿見(jiàn)影,深受現(xiàn)場(chǎng)歡迎。根據(jù)煤礦井下煤炭自燃發(fā)火區(qū)域是否封閉,均壓技術(shù)可分為兩種類(lèi)型:開(kāi)區(qū)均壓和閉區(qū)均壓。1、開(kāi)區(qū)均壓開(kāi)區(qū)均壓通常是指在生產(chǎn)工作面建立的均壓系統(tǒng),其特點(diǎn)是在保證工作面所需通風(fēng)風(fēng)量的條件下,通過(guò)通風(fēng)調(diào)節(jié)實(shí)施,盡量減少向采空區(qū)漏風(fēng),抑制煤的自燃,防止CO等有毒有害氣體涌入工作面,從而保證正常生產(chǎn)的進(jìn)行。漏風(fēng)通道和工作面周?chē)耐ǖ揽梢孕纬啥喾N風(fēng)流流動(dòng)方式(如并聯(lián)、角聯(lián)和復(fù)雜聯(lián)等),開(kāi)區(qū)均壓也有幾種不同類(lèi)型。礦山防滅火措施均壓防滅火(1)調(diào)節(jié)風(fēng)窗均壓適用于工作面采空區(qū)內(nèi)形成的并聯(lián)漏風(fēng)方式。通常在工作面的回風(fēng)巷內(nèi)安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗,使工作面內(nèi)的風(fēng)流壓力提高,以降低工作面與采空區(qū)的壓差,從而減少采空區(qū)中氣體涌出。適用于采空區(qū)內(nèi)已有自燃跡象,并抑制采空區(qū)中的火災(zāi)氣體(一氧化碳等)涌到工作面,威脅工作面的安全生產(chǎn)。安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗后,通風(fēng)巷道的壓力如圖1示。圖1123A4(1)調(diào)節(jié)風(fēng)窗均壓圖2(2)局部通風(fēng)機(jī)均壓有時(shí)為提高風(fēng)路的壓力,需在風(fēng)路上安設(shè)帶風(fēng)門(mén)的風(fēng)機(jī)(即輔助通風(fēng)機(jī)),利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的增風(fēng)作用,改變風(fēng)路上的壓力分布,達(dá)到均壓的目的。下圖為局部通風(fēng)機(jī)調(diào)壓原理圖3(3)調(diào)節(jié)風(fēng)窗與局部通風(fēng)機(jī)聯(lián)合均壓工作面采空區(qū)內(nèi)部的漏風(fēng)通道有時(shí)是比較復(fù)雜的,當(dāng)相鄰為采空區(qū)是,還有外部漏風(fēng),這些最后都要經(jīng)過(guò)經(jīng)回采工作面上隅角排出。采空區(qū)的自燃征兆往往是從上隅角表現(xiàn)出來(lái)的。調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)與扇風(fēng)機(jī)聯(lián)合均壓常常采用工作面進(jìn)風(fēng)巷安設(shè)扇風(fēng)機(jī)而回風(fēng)巷安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的聯(lián)合均壓措施。圖42、閉區(qū)均壓閉區(qū)均壓就是對(duì)已經(jīng)封閉的區(qū)域進(jìn)行均壓,它一方面可以防止封閉區(qū)中的煤炭自燃,又可加速封閉火區(qū)的熄滅速度。常用的閉區(qū)均壓主要技術(shù)措施有:并聯(lián)風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)聯(lián)合均壓調(diào)壓風(fēng)機(jī)與調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)聯(lián)合均壓連通管均壓(1)并聯(lián)風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)聯(lián)合均壓預(yù)防性灌漿預(yù)防性灌漿按與回采的關(guān)系分三種:采前預(yù)灌、隨采隨灌和采后封閉灌漿。采前預(yù)灌是在工作面尚未回采前對(duì)其上部的采空區(qū)進(jìn)行灌漿。這種灌漿方法適用于開(kāi)采老窯多的易自燃、特厚煤層。隨采隨灌則是隨著采煤工作面推進(jìn)的同時(shí)向有發(fā)火危險(xiǎn)的采空區(qū)灌漿,這是預(yù)防性灌漿采用的主要方法。隨采隨灌分為鉆孔灌漿、埋管灌漿和灑漿三種方式。采后注漿是采空區(qū)封閉后,利用鉆孔向工作面后部采空區(qū)內(nèi)注漿。1、鉆孔灌漿從底板或鉆窩打鉆注漿2、埋管注漿3、工作面灑漿或插管灌漿從回風(fēng)巷灌漿管上接出一段漿管,沿傾斜方向向采空區(qū)均勻地灑一層泥漿。灑漿量要充分,使采空區(qū)新冒落的矸石能均勻地為泥漿包圍。灑漿通常作為埋管灌漿的一種補(bǔ)充措施,使整個(gè)采空區(qū)特別是下半段也能灌到足夠的泥漿。對(duì)綜采工作面常采用插管灌漿的方式,即注漿主管路沿工作面傾斜鋪設(shè)在支架的前連桿上,每隔20m左右預(yù)留一個(gè)三通接頭,并分裝分支軟管和插管。將插管插入支架掩護(hù)梁后面的跨落巖石。阻化劑防火阻化劑也稱(chēng)阻氧劑。將其溶液噴灑在采空區(qū)的煤壁或者煤塊上,具有阻止煤的氧化和防止煤的自燃的作用,因此稱(chēng)為阻化劑。阻化劑包括如氯化鈣(CaCl2)、氯化鈉(NaCl)、氯化鎂(MgCl2)、水玻璃(Na2SiO3)等無(wú)機(jī)鹽類(lèi)化合物。該項(xiàng)防滅火技術(shù)是在60年代初發(fā)展起來(lái)的,在國(guó)外和國(guó)內(nèi)的一些礦井都進(jìn)行了應(yīng)用,取得了很好的效果。它是進(jìn)行煤礦防滅火的一個(gè)重要手段之一。阻化劑防火由于技術(shù)工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單,設(shè)備少,成本低,防火效果好等優(yōu)點(diǎn),在一些礦區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。六、惰性氣體可以被用作礦井防滅火的惰性氣體主要有:CO2燃燒惰性氣體氮?dú)饬?、惰性氣體1、二氧化碳二氧化碳的密度相對(duì)于空氣是1.52,利用其密度大的特點(diǎn)可用來(lái)對(duì)付礦井中發(fā)生在位置較低處的火災(zāi);但是,二氧化碳對(duì)控制水平和上行巷道或工作面的火災(zāi)效果就較差。二氧化碳作為惰性氣體防滅火存在以下不足:二氧化碳易溶于水,在潮濕的環(huán)境下要損失部分氣態(tài)二氧化碳。二氧化碳比較容易吸附在煤體和燒焦的煤炭上,甚至比瓦斯的吸附性更強(qiáng)。當(dāng)二氧化碳與燃燒成白熾的碳化物的表面相接觸時(shí),二氧化碳就生成一氧化碳。二氧化碳的使用成本一般高于氮?dú)?。六、惰性氣體2、燃燒惰性氣體將火區(qū)封閉后,火區(qū)內(nèi)的氧氣將被消耗而成為煙氣。煙氣的主要成分是二氧化碳、氮?dú)夂退魵?,這樣的混合氣體可看作是窒息火區(qū)的惰性氣體,會(huì)使火區(qū)惰化,使火勢(shì)熄滅。但是,這樣的混合氣體可能含大量的可燃性氣體,如果有新鮮空氣進(jìn)入的話(huà),就可能發(fā)生爆炸。直接利用火災(zāi)氣體滅火,因?qū)嶋H使用困難,很少采用;但可采用燃油燃燒的惰氣滅火。六、惰性氣體2、燃燒惰性氣體目前國(guó)內(nèi)外礦山救護(hù)隊(duì)一般裝備有用燃油燃燒的惰氣發(fā)生裝置。惰氣發(fā)生裝置的特點(diǎn)是產(chǎn)生的惰氣量大,如燃燒煤油的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),當(dāng)燃燒速率為0.7kg/s時(shí),會(huì)產(chǎn)生30m3/s的惰性煙氣,發(fā)動(dòng)機(jī)在產(chǎn)生大量煙氣的同時(shí),還會(huì)產(chǎn)生大約30MW的電力,可以作其它用途。為使惰氣裝置滅火性能更優(yōu),需用水對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻處理,經(jīng)冷卻的濕式惰氣注入火區(qū),可快速控制火勢(shì)、窒息火區(qū)。六、惰性氣體3、氮?dú)獾獨(dú)?http://homen.vsb.cz)捷克于1949年在Doubrava礦井最早使用氮?dú)鉁缁?。英?guó)、德國(guó)、法國(guó)、前蘇聯(lián)、保加利亞、印度、波蘭等國(guó)也較早使用了氮?dú)?。在常溫常壓下,氮分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,很難與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),它是一種良好的滅火用惰性氣體。理論與實(shí)踐表明,當(dāng)氧含量降低到5~10%時(shí),可抑制煤的氧化自燃,而氧含量降低到3%以下時(shí),則可以使煤炭燃燒熄滅并阻止其復(fù)燃。氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)以氮?dú)馄涮赜械奈锢硇再|(zhì),豐富的氮?dú)赓Y源,簡(jiǎn)單的注氮工藝,使其成為自燃礦井不可或缺的防滅火技術(shù)?,F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用目前為止,某礦制氮裝置已累計(jì)向采空區(qū)注氮300萬(wàn)m3(地面鉆孔的注氮量,不包括井下密閉的)采空區(qū)的氧含量持續(xù)低于5%。鉆孔編號(hào)注漿量/m3圖7南四JXZD-700型制氮機(jī)南二DM-600型制氮機(jī)制氮機(jī)組圖8(1)氮?dú)夥罍缁鸬膬?yōu)缺點(diǎn)氮?dú)夥罍缁鹩幸韵聝?yōu)點(diǎn):①注入氮?dú)饪墒狗乐螀^(qū)域缺氧惰化,迅速滅火,并能為搶險(xiǎn)救災(zāi)工作提供較安全可靠的環(huán)境。②可使防治區(qū)域呈正壓,防止或杜絕新鮮空氣流入,以保持防治區(qū)域的氮?dú)舛杌?。③具有降溫作用。氮?dú)庠诠苈分袔狠斔?,在注氮口氮?dú)馀蛎浳鼰?,可部分地吸收煤炭氧化生成的熱量。④氮?dú)獗戎睾涂諝庀嘟子诤涂諝饣旌?,氮分子能滲入采空區(qū)的所有地點(diǎn),擴(kuò)散半徑大,惰化覆蓋面廣。⑤注氮不污染防治區(qū),無(wú)腐蝕或不損壞綜采設(shè)備。(1)氮?dú)夥罍缁鸬膬?yōu)缺點(diǎn)注氮防滅火有以下缺點(diǎn):①氮?dú)庠诜乐螀^(qū)滯留的時(shí)間不是太長(zhǎng),特別是存在漏風(fēng)通道的情況下,氮?dú)庖走z失,不能像泥漿那樣長(zhǎng)期起到防滅火作用。②注氮能迅速遏制火災(zāi),但滅火降溫困難,使火區(qū)完全熄滅時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。因此,注氮滅火的同時(shí),要輔助其它滅火措施,處理殘火,以防復(fù)燃。③氮?dú)獗旧黼m無(wú)毒,但具有窒息性,對(duì)人體有害。井下作業(yè)場(chǎng)所所需氧含量下限值為19%,所以有氮?dú)庑孤┑墓ぷ鞯攸c(diǎn)的氧含量不得低于19%。(2)氮?dú)獾闹迫〉獨(dú)馐强諝庵械闹饕煞?,因此空氣為氮?dú)獾闹迫√峁┝巳≈槐M、用之不竭的來(lái)源。礦井防滅火工作中所用的氮?dú)猓?/p>
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