礦井火災(zāi)防治

第1頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一本章的主要內(nèi)容：掌握火災(zāi)的定義及分類；理解物質(zhì)燃燒的充要必要條件；了解外因火災(zāi)的預(yù)防；掌握煤炭自燃條件及影響自然發(fā)火的因素；了解火災(zāi)預(yù)測及預(yù)報的方法；開采技術(shù)的防火措施；常用的防滅火措施；火災(zāi)時期通風(fēng)與礦井火災(zāi)處理與控制。本章的難點與難點：

1、煤炭自燃理論；

2、煤炭自燃預(yù)測預(yù)報；

3、防滅火技術(shù)

4、均壓防滅火；

5、火災(zāi)時期風(fēng)流控制第2頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)概述一、火災(zāi)與礦井或煤田火災(zāi)的概念

凡失去控制并對財產(chǎn)和人身造成損失的燃燒現(xiàn)象都為火災(zāi)（由公安部、勞動部、國家統(tǒng)計局制定頒布的《火災(zāi)統(tǒng)計管理規(guī)定》中定義）。廣義地說，凡是超出有效范圍的燃燒稱為火災(zāi)。火災(zāi)是工傷事故類別中的一類事故。在消防工作中有火災(zāi)和火警之分，兩者都是超出有效范圍的燃燒，當(dāng)人員和財產(chǎn)損失較小時稱為火警。在礦井或煤田范圍內(nèi)發(fā)生，威協(xié)安全生產(chǎn)、造成一定資源和經(jīng)濟損失或者人員傷亡的燃燒事故，稱之為礦井或煤田火災(zāi)。我國是一個礦井火災(zāi)災(zāi)害較嚴重的國家，據(jù)2000年全國425對國有煤礦的不完全資料統(tǒng)計，共發(fā)生火災(zāi)168次，其中內(nèi)因火災(zāi)154次，外因火災(zāi)14次，封閉采區(qū)或工作面59個，影響煤量3080Mt，凍結(jié)煤量4217Mt，發(fā)火率為0.318次／Mt。第3頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、礦井火災(zāi)的構(gòu)成要素礦井火災(zāi)發(fā)生的原因雖是多種多樣，但構(gòu)成火災(zāi)的基本要素歸納起來有熱源、可燃物、氧氣三個方面，俗稱火災(zāi)三要素。

(一)熱源具有一定溫度和足夠熱量的熱源才能引起火災(zāi)。在礦井中，煤的自燃、瓦斯煤塵爆炸、放炮作業(yè)、機械摩擦、電流短路、吸煙、燒焊以及其他明火等都可能成為引火源。

(二)可燃物在煤礦礦井中，煤本身就是個大量而且普遍存在的可燃物。另外，坑木、各類機電設(shè)備、各種油料、炸藥等都具有可燃性?？扇嘉锏拇嬖谑腔馂?zāi)發(fā)生的基礎(chǔ)。

(三)空氣燃燒就是劇烈的氧化現(xiàn)象，空氣的供給是維持燃燒不可缺少的條件。實驗證明，在氧濃度為3％的空氣環(huán)境里，燃燒不能維持。以上介紹的火災(zāi)三要素必須是同時存在，相互配合，而且達到一定的數(shù)量，才能引起礦井火災(zāi)。第4頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一三、礦井火災(zāi)的類型及其特性

１、按引火原因分類

１）內(nèi)因(自燃)火災(zāi)。自燃物在一定的外部(適量的通風(fēng)供氧)條件下，自身發(fā)生物理化學(xué)變化，產(chǎn)生并積聚熱量，使其溫度升高，達到自燃點而形成的火災(zāi)稱之為內(nèi)因火災(zāi)。在煤礦中自燃物主要是具有自燃傾向性的煤炭。在整個礦井火災(zāi)事故中，內(nèi)因火災(zāi)占的比例很大。我國在1953～1984年32年礦井火災(zāi)統(tǒng)計資料中，自燃火災(zāi)占94%。自燃火災(zāi)大多發(fā)生在采空區(qū)、遺留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的高冒以及浮煤堆積的地點。自燃火災(zāi)具有發(fā)生和發(fā)展緩慢、須經(jīng)歷一段時間、有預(yù)兆和火源比較隱蔽等特點。

2）外因火災(zāi)。多發(fā)生在井口房、井筒、井底車場、石門及機電硐室和有機電設(shè)備的巷道等地點。外因火災(zāi)具有火源明顯、發(fā)生突然、來勢兇猛等特點，若發(fā)現(xiàn)不及時，則可能釀成重大事故。由于外因火災(zāi)往往是由表及里進行的，若發(fā)現(xiàn)及時，還是容易撲滅的。礦井外因火災(zāi)所占的比重一般都比較小。

第5頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一三、礦井火災(zāi)的類型及其特性

２、消防分類Ａ類火災(zāi):,煤炭、木材、橡膠、棉、毛、麻等含碳的固體可燃物質(zhì)Ｂ類火災(zāi)，指汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、丙酮等可燃液體Ｃ類火災(zāi)，指煤氣、天燃氣、甲烷、乙炔、氫氣等可燃氣體。Ｄ類火災(zāi)，象鈉、鉀、鎂等可燃金屬燃燒形成的火災(zāi)。

3.其他分類方法還有按火源特性，可分為原生火災(zāi)與再生火災(zāi)；按可燃物狀態(tài)分類，可分為陰燃火災(zāi)與和明火火災(zāi)；按發(fā)火地點的不同分類，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)；按燃燒物的不同分類，可分為機電設(shè)備火災(zāi)、火藥燃燒火災(zāi)、油料火災(zāi)、坑木火災(zāi)、瓦斯燃燒火災(zāi)、煤炭自燃火災(zāi)等。第6頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一三、防滅火研究的內(nèi)容煤礦火災(zāi)防治是一項系統(tǒng)工程，其理論與技術(shù)的研究內(nèi)容應(yīng)圍繞一個目標(biāo)和三個問題。

一個目標(biāo)就是防止礦井火災(zāi)發(fā)生，對于已發(fā)生的火災(zāi)要防止其擴大，并最大限度地減小火災(zāi)中的人員傷亡和經(jīng)濟損失。三個問題是：一、火災(zāi)是如何發(fā)生的？其內(nèi)容主要是研究礦井火災(zāi)的類型及其產(chǎn)生的原因、條件以及各類火災(zāi)的發(fā)生過程和特點，這是防滅火的理論基礎(chǔ)；二、如何防止火災(zāi)發(fā)生？包括火源預(yù)測、火災(zāi)預(yù)防和預(yù)報技術(shù)；三、火災(zāi)發(fā)生后如何進行及時而有效地控制和處理？

第7頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防一、物質(zhì)燃燒的充要條件

燃燒：可燃物與氧化劑兩組分在空間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。放熱、發(fā)光和有新物質(zhì)生成是燃燒反應(yīng)的三個特征，是區(qū)別燃燒和非燃燒現(xiàn)象的依據(jù)。１、必要條件----可燃物、助燃物、高溫能量或火源。２、充分條件----三個必要條件同時存在，互相作用；Q生>Q散火源可分為顯火源和潛火源兩種。所謂顯火源既是以明火、高溫的表面或灼熱的物體的形式顯露于空間，可燃物一旦與其接觸即可發(fā)生燃燒。如氣焊和電焊產(chǎn)生的高溫焊碴、燃著的香煙頭等皆屬于此類。所謂潛火源既是平時處于常溫狀態(tài)，在一定的外部條件下（人員操作失誤、設(shè)備零件故障、安全裝置失效等原因）有可能產(chǎn)生火花、放出熱量和轉(zhuǎn)化為高溫?zé)嵩?。如具有短路危險的電纜接頭、作高速相對運動的兩固體接觸面、不合格的炸藥爆破等都屬于潛熱源。

3、煤礦常見的外因火源主要有以下幾種：電能熱源、摩擦熱、放明炮、糊炮等、明火（高溫焊碴、吸煙）第8頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、外因火災(zāi)的預(yù)防

1、我國的消防方針----預(yù)防為主，消防結(jié)合

2、防火對策-----礦井火災(zāi)的防治可以采取下列三個對策：

１）技術(shù)(Engineering)對策

(1)災(zāi)前對策----防止起火、防止火災(zāi)擴大

(2)災(zāi)后對策----報警、控制、滅火、避難

２）教育（Education）對策

-----知識、技術(shù)、態(tài)度３）管理（法制(Enforcement））對策----制定各種規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準，且強制性執(zhí)行。這三種對策簡稱“三Ｅ”對策。前兩者是防火的基礎(chǔ)，后者是防火的保證。第9頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一

三、預(yù)防外因火災(zāi)的技術(shù)措施

預(yù)防火災(zāi)發(fā)生有兩個方面：一是防止火源產(chǎn)生；二是防止已發(fā)生的火災(zāi)事故擴大，以盡量減少火災(zāi)損失。（一）防止火災(zāi)產(chǎn)生

1、防止失控的高溫?zé)嵩串a(chǎn)生和存在。按《煤礦安全規(guī)程》及其執(zhí)行說明要求嚴格對高溫?zé)嵩?、明火和潛在的火源進行管理。

2、盡量不用或少用可燃材料，不得不用時應(yīng)與潛在熱源保持一定的安全距離。

3、防止產(chǎn)生機電火災(zāi)。

4、防止摩擦引燃：(1)防止膠帶摩擦起火。膠帶輸送機應(yīng)具有可靠的防打滑、防跑偏、超負荷保護和軸承溫升控制等綜合保護系統(tǒng)；(2)防止摩擦引燃瓦斯。

5、防止高溫?zé)嵩春突鸹ㄅc可燃物相互作用。第10頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一三、預(yù)防外因火災(zāi)的技術(shù)措施

（二）防止火災(zāi)蔓延的措施限制已發(fā)生火災(zāi)的擴大和蔓延，是整個防火措施的重要組成部分?；馂?zāi)發(fā)生后利用已有的防火安全設(shè)施，把火災(zāi)局限在最小的范圍內(nèi)，然后采取滅火措施將其熄滅，對于減少火災(zāi)的危害和損失是極為重要的。其措施有：

1、在適當(dāng)?shù)奈恢媒ㄔ旆阑痖T，防止火災(zāi)事故擴大。

2、每個礦井地面和井下都必須設(shè)立消防材料庫。

3、每一礦井必須在地面設(shè)置消防水池，在井下設(shè)置消防管路系統(tǒng)。

4、主要通風(fēng)機必須具有反風(fēng)系統(tǒng)或設(shè)備，反風(fēng)設(shè)施并保持其狀態(tài)良好。第11頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機理主要的有黃鐵礦作用學(xué)說、細菌作用學(xué)說、酚基作用學(xué)說以及煤氧化合學(xué)說等。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和生產(chǎn)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)雖然在高變質(zhì)富含黃鐵礦的煤層發(fā)生自燃，但完全不含黃鐵礦的煤也發(fā)生自燃；煤即使在真空中讓細菌充分死亡的條件下，其自然發(fā)火危險性也未降低，這說明用黃鐵礦作用假說和細菌作用假說解釋煤的自然發(fā)火現(xiàn)象是不完備的。酚基作用假說認為：煤中不飽和的化合物與空氣中氧的作用，是引起煤炭自燃的主要原因。有人認為酚基作用假說實際上是煤氧復(fù)合作用，或者是煤氧作用假說的補充。目前，煤氧復(fù)合作用假說已被較多的人們所接受。第12頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一一、煤炭自然機理按照煤氧化合學(xué)說，煤的自燃過程一般可分為四個階段：潛伏（或準備）、自熱、自燃和熄滅四個階段。

1．潛伏期：自煤層被開采、接觸空氣起至煤溫開始升高止的時間區(qū)間稱之為潛伏期。煤自燃的準備階段即煤的低溫氧化過程。潛伏階段的特征是；煤的表面生成不穩(wěn)定的氧化物（OH、COOH等），氧化放出的熱量很少，能及時放散，煤溫和巷道空氣氣溫不變，但煤重略有增加。煤被活化（化學(xué)活性增加），煤的著火溫度降低．準備階段的長短取決于煤的變質(zhì)程度和外部條件，如褐煤幾乎沒有準備階段，而煙煤則需要一個相當(dāng)長的準備階段。

第13頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一一、煤炭自然機理

2．自熱階段：溫度開始升高起至其溫度達到燃點的過程叫自熱階段，自熱過程是煤氧化反應(yīng)自動加速、氧化生成熱量逐漸積累、溫度自動升高的過程。當(dāng)溫度超過臨界溫度60～80時，煤溫急劇增加，氧化加劇。其特點是：氧化放熱較大，煤溫及其環(huán)境(風(fēng)，水、煤壁)溫度升高：產(chǎn)生CO、CO2和碳氫(CmHn)類氣體產(chǎn)物，并散發(fā)出煤油味和其他芳香氣味；有水蒸氣生成，火源附近出現(xiàn)霧氣，遇冷會在巷道壁面上凝結(jié)成水珠，即出現(xiàn)所謂“掛汗”現(xiàn)象：微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在自熱階段，若改變了散熱條件，使散熱大于生熱；或限制供風(fēng)，使氧濃度降低至不能滿足氧化需要，則自熱的煤溫度降低到常溫，稱之為風(fēng)化。風(fēng)化后煤的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化、失去活性，不會再發(fā)生自然。

第14頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一一、煤炭自然機理

3、燃燒階段：煤溫達到其自燃點后（褐煤250度，煙煤300～350，貧瘦煤、無煙煤650～800），若能得到充分的供氧(風(fēng))，則發(fā)生燃燒，出現(xiàn)明火。其主要特征：空氣中氧含量顯著減少，CO2的含量倍增，同時由于燃燒不完全和CO2受熱分解，而產(chǎn)生更多的CO，巷道中出現(xiàn)濃烈的火災(zāi)氣味和煙霧。若煤溫達到自燃點，但供風(fēng)不足，則只有煙霧而無明火，此即為干餾或陰燃。煤炭干餾或陰燃與明火燃燒稍有不同，CO多于CO2，溫度也較明火燃燒要低。

第15頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一一、煤炭自然機理4、熄滅：及時發(fā)現(xiàn)，采取有效的滅火措施，煤溫降至燃點以下，燃燒熄滅。從煤的自燃發(fā)展過程可見：煤自燃實質(zhì)是其自身氧化速度加速的過程，其氧化速度之快，以致產(chǎn)生的熱量來不及向外界放散，而導(dǎo)致了自燃。煤的氧化進程既可在常溫下發(fā)生，也可在高溫下迸行，伴隨氧化過程的發(fā)展其周圍空氣中的氧含量必然降低。第16頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、煤的氧化特性

1、所有品種煤在常溫下都吸氧，但吸氧速度不同。

2、煤的吸氧速度與所在空氣中的氧濃度成正比，

3、在溫度不變條件下，吸氧速度常數(shù)隨時間按指數(shù)規(guī)律衰減。

４、吸氧速度常數(shù)Ｕ與煤自身溫度之間符合冪函數(shù)關(guān)系５、煤在氮氣中加熱后再冷卻可使它的活性增加，并有重新恢復(fù)到原有活性的可能。６、吸氧速度常數(shù)與粒度之間成復(fù)雜關(guān)系。第17頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一三、自然發(fā)火與自然發(fā)火期

自然發(fā)火：有自燃傾向性的煤層被開采破碎后在常溫下與空氣接觸發(fā)生氧化，產(chǎn)生熱量使其溫度升高，出現(xiàn)發(fā)火和冒煙的現(xiàn)象。在《礦井防滅火規(guī)范》中規(guī)定出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一，即為自然發(fā)火。(1)煤因自燃出現(xiàn)明火、火炭或煙霧等現(xiàn)象：(2)由于煤炭自熱而使煤體、圍巖或空氣溫度升高至70℃以上；(3)由于煤炭自熱而分解出CO、C2H4(乙烯)或其它指標(biāo)氣體，在空氣中的濃度超過預(yù)報指標(biāo)，并呈逐漸上升趨勢。

自然發(fā)火期：從煤層被開采破碎接觸空氣之日起，至出現(xiàn)自燃現(xiàn)象或溫度上升至燃點為止所經(jīng)歷時間。以月或天為單位。自然發(fā)火期等于潛伏期和自熱階段。它是煤炭自然發(fā)火危險程度在時間上的度量，發(fā)火期越短的煤層自然發(fā)火危險程度越大。據(jù)調(diào)查，煤炭自然發(fā)火期最短的只有十幾天，最長者可達數(shù)年。

第18頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一四、煤炭自燃條件

(1)有自燃傾向性的煤被開采后呈破碎狀態(tài)，堆積厚度一般要大于0.4m。

(2)有較好的蓄熱條件?？諝饬鲃铀俣鹊拇笮?，是氧化熱量能否積聚的重要條件。在采空區(qū)內(nèi)如果滲流速度太大，熱量則不能積聚，不易形成煤炭自燃。如果滲流速度過低，則會供氧不足，氧化非常緩慢，也不能形成自燃。煤炭自燃都是在風(fēng)速比較適中的情況下發(fā)生的。大量事實證明，在采空區(qū)內(nèi)，當(dāng)風(fēng)速由高變低或由低變高的區(qū)域，往往是容易發(fā)生煤炭自燃的區(qū)域。

(3)有適量的通風(fēng)供氧。通風(fēng)是維持較高氧濃度的必要條件，是保證氧化反應(yīng)的前提。實驗表明，氧濃度>15％時，煤炭氧化方可較快進行。

(4)上述三個條件共存的時間大于煤的自燃發(fā)火期。上述四個條件缺一不可，前三個條件是煤炭自燃的必要條件，最后一個條件是充分條件。上述四個條件中，第一條是最根本的，是內(nèi)因，是煤的內(nèi)部特性，取決于成煤物質(zhì)和成煤條件，表示煤與氧相互作用的能力。當(dāng)研究同一煤層的不同開采方法對自然發(fā)火的影響時，則要著重分析形成煤炭自燃的外界條件。第19頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一

五、影響煤炭自然發(fā)火的因素

1、煤的自燃性能

1）煤的分子結(jié)構(gòu)：研究表明，煤的氧化能力主要取決于含氧官能團多少和分子結(jié)構(gòu)的疏密程度。

2）煤化程度：煤的自燃傾向性隨煤化程度增高而降低。

3）煤巖成分：氧化能力：鏡煤>亮煤>暗煤>絲炭

4）煤中的瓦斯含量：它類似用惰性氣體稀釋空氣對氧化發(fā)生的影響

5）水分：既有加速氧化的一面，也有阻滯氧化的因素。

6）煤中硫和其它礦物質(zhì)：煤中含有的硫和其它催化劑，則會加速煤的氧化過程。第20頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一

五、影響煤炭自然發(fā)火的因素

2、開采技術(shù)礦井的開拓方式、采區(qū)巷道布置、回采方法和回采工藝、通風(fēng)系統(tǒng)和技術(shù)管理等開采技術(shù)和管理水平，對自然發(fā)火起決定性影響。

1）礦井開拓方式和采區(qū)巷道布置。

2）回采方法和回采工藝，但其決定的因素是回采率和工作面推進速度第21頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一3、影響采空區(qū)自燃的因素１）采空區(qū)三帶劃分

對于后”U”通風(fēng)系統(tǒng)(一源一匯)的采空區(qū)，按漏風(fēng)風(fēng)速、采空區(qū)氧氣濃度、采空區(qū)遺煤溫升速度和遺煤發(fā)生自燃的可能性采空區(qū)可分為三帶

散熱帶：L1=5～20m，該帶頂板冒落的巖石處于松散堆積狀態(tài)，孔隙多且大，漏風(fēng)強度大，Q生<Q散，無聚熱條件，故不能發(fā)生自燃。自燃帶：L2=20～70m，該帶冒落巖石變實，風(fēng)阻增大，漏風(fēng)強度減弱，Q生>Q散，熱量容易聚集，有可能導(dǎo)致自燃。窒息（不自燃）帶：該帶漏風(fēng)風(fēng)流基本消失，氧氣濃度進一步下降，氧化停止。ⅠL1ⅢL2WⅡ第22頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一劃分三帶的指標(biāo)有三種：①采空區(qū)漏風(fēng)風(fēng)速V（V>0.9m/s為散熱帶；0.9≥V≥0.02m/s為自燃帶；V＜0.02m/s為窒息帶。）；②采空區(qū)氧濃度（C）分布（認為C＜8%為窒息帶，C≥8%為自燃帶）；③采空區(qū)遺煤溫升速度（dt>1℃/d為自燃帶）。由于缺少深入的理論研究和試驗結(jié)果，此指標(biāo)目前尚難以應(yīng)用。２）采空區(qū)遺煤自燃的條件及其影響因素設(shè)自燃帶的最大寬度為L1+L2，工作面的推進速度為V，自然發(fā)火期為τS，在自燃帶內(nèi)煤暴露于空氣的最長時間為τ(月)，則

τ＝(L1+L2)/V

當(dāng):τS≤τ時，可能發(fā)生自燃。

第23頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一4、漏風(fēng)

在煤炭氧化過程的熱平衡關(guān)系中，漏風(fēng)起兩方面的作用：一是向煤提供氧化所必須的氧氣，促進氧化發(fā)展；二是帶走氧化生成的熱量，降低煤溫，抑制氧化過程發(fā)展。蘇聯(lián)學(xué)者等研究表明，采空區(qū)及煤柱的漏風(fēng)強度在0.1～0.24m3/(min.m2)

時容易自然發(fā)火。有的作者認為不會導(dǎo)致自燃的極限風(fēng)速低于0.02～0.05m3/min；封閉采空區(qū)密閉墻漏風(fēng)壓差在300Pa、漏風(fēng)強度在０.02～1.2m3/min時容易自然發(fā)火的。因此，有一定局限性。但對我們研究自燃問題是有參考價值的。把風(fēng)速控制在易燃風(fēng)速區(qū)之外，是從通風(fēng)的角度預(yù)防自然發(fā)火的原則。第24頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一5、地質(zhì)因素

(1)煤層傾角和厚度：厚煤層和急傾斜煤層容易發(fā)生自燃。這是因為開采厚煤層和急傾斜煤層時，煤炭回采率低，采區(qū)煤柱易遭破壞，采空區(qū)不易封嚴所致。

(2)地質(zhì)構(gòu)造。在有地質(zhì)構(gòu)造的地區(qū)，自燃危險性加劇。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、供氧通道和氧化表面積。

(3)開采深度。煤層賦存太深或太淺都會增加自然發(fā)火的危險性。煤層埋藏深度大，地壓和煤體的原始溫度增高，煤內(nèi)自然水分少，危險性增加；但埋藏太淺時，容易形成和地表溝通的裂隙，造成采空區(qū)有較大的漏風(fēng)，也容易形成自燃。第25頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測和預(yù)報

【現(xiàn)代漢語辭?！恐卸x：預(yù)測，預(yù)先測定或推測；預(yù)報，預(yù)先報告（多用于天氣、氣象方面）預(yù)測預(yù)報的目的在于及早發(fā)現(xiàn)隱患，明確重點，爭取防治時間，把火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)。預(yù)測預(yù)報適時是關(guān)鍵。過早預(yù)報，一般很容易被忽視，往往會貽誤戰(zhàn)機，過晚預(yù)報則來不及采取措施即釀成火災(zāi)，給煤礦安全生產(chǎn)和職工的生命安全帶來嚴重威脅。

自燃發(fā)火的預(yù)測技術(shù)是指在煤處于低溫氧化階段(即潛伏期)，還未出現(xiàn)自然發(fā)火征兆之前，僅根據(jù)煤的氧化放熱特性和實際開采條件，超前判斷松散煤體自燃的危險程度、自然發(fā)火期及易自燃區(qū)域的一種技術(shù)。根據(jù)煤田地質(zhì)勘探或在礦井開采的過程中，所采集的煤樣的分析化驗結(jié)果和自然發(fā)火的統(tǒng)計資料，判定待開采煤層的自燃嚴重程度及其在空間上的分布規(guī)律，為有針對性制定防滅火措施提供可靠的依據(jù)。第26頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一一、煤層自燃傾向性的鑒定方法我國從50年代開始采用蘇聯(lián)的方法，即著火溫度降低值法，也叫ΔT法，一直沿用到80年代初，沒有新的發(fā)展。1987年撫順分院提出了一種新的步入現(xiàn)代水平的方法——雙氣路氣相色譜儀吸氧鑒定法，使用的儀器為ZRJ-l型煤自燃傾向性檢測儀。該法已于1987年通過部級鑒定，現(xiàn)已列入《煤礦安全規(guī)程》，1992年版的《煤礦安全規(guī)程》執(zhí)行說明規(guī)定采用吸氧量法。所謂雙氣路氣相色譜儀吸氧鑒定法，就是用現(xiàn)代色譜技術(shù)，在流動空氣狀態(tài)下測定煤在低溫下的吸氧能力（量和速度），作為指標(biāo)來判別煤的自燃傾向性。此法工藝簡單，快速且數(shù)據(jù)精確可靠，且能保持與煤在井下自燃的條件更為相似。使用此法時，操作人員只需粉碎煤樣，安裝樣品管，調(diào)節(jié)閥門等。使用的試劑只有氧和氮，無有害物質(zhì)，且在低溫下操作，符合衛(wèi)生要求。第27頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一采用雙氣路氣相色譜儀吸氧鑒定法，在30℃常壓下吸氧量，按煤的吸氧能力將其分為三類。等級自燃傾向等級褐煤、煙煤高硫煤、無煙煤硫含量Ⅰ容易自燃≥0.8≥1.0>2.0%Ⅱ自燃0.41~0.790.8~1.0>2.0%Ⅲ不易自燃≤0.41≤0.8<2.0%第28頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、煤層自然發(fā)火期的估算方法及其延長途徑1、煤層自然發(fā)火期的估算

(1)統(tǒng)計比較法----此法適用于生產(chǎn)礦井，礦井生產(chǎn)建設(shè)期間，應(yīng)對煤層自燃情況作認真的統(tǒng)計和記錄，將同一煤層發(fā)生的自燃火災(zāi)逐一比較，以其發(fā)火時間最短者作為該煤層的自然發(fā)火期。

(2)類比法----此法適用于新建礦井，即通過與該煤層的地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存條件和開采方法相似的生產(chǎn)礦井類比，估算煤層的自然發(fā)火期。

２、延長煤層自然發(fā)火期的途徑煤炭自燃的發(fā)展過程受自燃傾向性（即低溫時的氧化性）、堆積狀態(tài)、通（漏）風(fēng)強度（風(fēng)量和風(fēng)速）以及與周圍環(huán)境的熱交換條件等多種因素影響，其發(fā)展速度是可以通過人為措施而改變的，因此，煤層的自然發(fā)火期是可以延長的。其途徑有：

(1)減小煤的氧化速度和氧化生熱。減小漏風(fēng)，降低自熱區(qū)內(nèi)的氧濃度；選擇分子直徑較小、效果好的阻化劑或固體漿材，噴灑在碎煤或壓注至煤體內(nèi)使其充填煤體的裂隙，阻止氧分子向孔內(nèi)擴散。

(2)增加散熱強度，降低溫升速度。增加遺煤的分散度以增加表面散熱量；對于處于低溫時期的自熱煤體可用增加通風(fēng)強度的方法來增加散熱；增加煤體濕度。第29頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一三、礦井外因火災(zāi)預(yù)測礦井外因火災(zāi)預(yù)測的任務(wù)是，通過井巷中的可燃物和潛在火源分布調(diào)查，確定可能產(chǎn)生外因火災(zāi)的空間位置，及其危險性等級。準確的預(yù)測，可以使外因火災(zāi)的預(yù)防更具有針對性，滅火準備更充分。外因火災(zāi)預(yù)測可遵循如下程序；1)調(diào)查井下可能出現(xiàn)火源（包括潛在火源）的類型及其分布；2)調(diào)查井下可燃物的類型及其分布；3)劃分發(fā)火危險區(qū)（井下可燃物和火源（包括潛在火源）同時存在的地區(qū)視為危險區(qū)）。四、礦井火災(zāi)的預(yù)報所謂礦井火災(zāi)預(yù)報，就是根據(jù)火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，應(yīng)用成熟的經(jīng)驗和先進的科學(xué)技術(shù)手段，采集處于萌芽狀態(tài)的火災(zāi)信息，進行邏輯推斷后給出火情報告。及時而準確地進行火災(zāi)早期預(yù)報，可以彌補預(yù)防之不足。

礦井火災(zāi)預(yù)報的方法，按其原理可分為；

1.利用人體生理感覺預(yù)報自然發(fā)火

2.氣體成分分析法

3.測量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測自然發(fā)火第30頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一1、利用人體生理感覺預(yù)報自然發(fā)火（1）嗅覺?？扇嘉锸芨邷鼗蚧鹪醋饔茫瑫纸馍梢恍┱r大氣中所沒有的、異常氣味的火災(zāi)氣體。例如煤炭自熱到一定溫度后出現(xiàn)具有煤油味、汽油味和輕微芳香氣味非飽和碳氫化合物；橡膠、塑料制品在加熱到一定溫度后，會產(chǎn)生燒焦味。人們利用嗅覺嗅到這些火災(zāi)氣味，則可以判斷附近的煤炭和膠塑制品在燃燒。（2）視覺。煤炭氧化自燃初期生成水分，往住使巷道內(nèi)濕度增加，出現(xiàn)霧氣或在巷道壁掛有平形水珠；淺部開采時，冬季在地面鉆孔或塌陷區(qū)處發(fā)現(xiàn)冒出水蒸氣或冰雪融化的現(xiàn)象。當(dāng)然井下兩股溫度不同的風(fēng)流匯合處也可能有霧氣出現(xiàn)。同時透水事故的前兆也會有水珠出現(xiàn)。因此，在井下發(fā)現(xiàn)霧氣或水珠時，要結(jié)合具體條件加以分析，得到正確的結(jié)論。（3）溫度感覺。煤炭自燃或自熱、可燃物燃燒會使環(huán)境溫度升高，因此，從該處流出的水和空氣的溫度較正常時高。（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(如二氧化碳、一氧化碳等)，這些氣體能使人頭痛、悶熱、精神不振、不舒服、有疲勞感覺。因此，當(dāng)井下出現(xiàn)這種現(xiàn)象時，如果是多數(shù)人的感覺，那更要提高警惕，查明原因，以防煤層自然發(fā)火。當(dāng)上述征兆發(fā)展到較明顯的程度時，人的感官是可以識別煤炭早期自燃的。但是，人的感覺總是帶有相當(dāng)大的主觀性，同時，人的感覺與人的健康狀況和精神狀態(tài)也有很大關(guān)系，因此，人的直接感覺不是早期識別煤炭自燃的可靠方法，所以還必須使用儀器儀表來識別煤炭自燃的發(fā)生。第31頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一2、氣體成分分析法用儀器分析和檢測煤在自燃和可燃物在燃燒過程中釋放出的煙氣或其他氣體產(chǎn)物，預(yù)報火災(zāi)。1）指標(biāo)氣體及其臨界指標(biāo)能反映煤炭自熱或可燃物燃燒初期特征的、并可用來作為火災(zāi)早期預(yù)報的氣體稱指標(biāo)氣體。指標(biāo)氣體必須具備如下條件：①靈敏性，即正常大氣中不含有，或雖含有但數(shù)量很少且比較穩(wěn)定，一旦發(fā)生煤炭自熱或可燃物燃燒，則該種氣體濃度就會發(fā)生較明顯的變化；②規(guī)律性，即生成量或變化趨勢與自熱溫度之間呈現(xiàn)一定的規(guī)律和對應(yīng)關(guān)系；③可測性，可利用現(xiàn)有的儀器進行檢測。2）常用的指標(biāo)氣體

(1)一氧化碳（CO），一氧化碳生成溫度低，生成量大，其生成量隨溫度升高呈指數(shù)規(guī)律增加，是預(yù)報煤炭自燃火災(zāi)的較靈敏的指標(biāo)之一。在正常時若大氣中含有CO，則采用CO作為指標(biāo)氣體時要確定預(yù)報的臨界值。確定臨界值時一般要考慮下列因素：①各采樣地點在正常時風(fēng)流中CO的本底濃度；②臨界值時所對應(yīng)的煤溫適當(dāng)，即留有充分的時間尋找和處理自熱源。第32頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一2、氣體成分分析法2）常用的指標(biāo)氣體

(1)一氧化碳（CO)。

(2)Graham系數(shù)ＩCO,J.JGraham提出了用流經(jīng)火源或自熱源風(fēng)流中的CO濃度增加量與氧濃度減少量之比作為自然發(fā)火的早期預(yù)報指標(biāo)。根據(jù)Graham指數(shù)預(yù)報礦井火災(zāi)時，不同的礦井有不同的臨界指標(biāo)。

(3)乙烯。實驗發(fā)現(xiàn)，煤溫升高到80～120℃后，會解析出乙烯、丙烯等烯烴類氣體產(chǎn)物，而這些氣體的生成量與煤溫成指數(shù)關(guān)系。一般礦井的大氣中是不含有乙烯的，因此，只要井下空氣中檢測出乙烯，則說明已有煤炭在自燃了。同時根據(jù)乙烯和丙烯出現(xiàn)的時間還可推測出煤的自熱溫度。

(4)其它指標(biāo)氣體。國外有的煤礦采用烯炔比（乙烯和乙炔（C2H2）之比）和鏈烷比（C2H6/CH4)來預(yù)測煤的自熱與自燃。第33頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一3、測量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測自然發(fā)火

煤炭自燃的過程中，在自熱期后階段，由于氧化加劇，產(chǎn)生熱量增加，使煤體及其周圍溫度升高。因此，測量發(fā)熱體及其周圍的溫度變化是確定煤炭自燃狀態(tài)的重要參數(shù)1.直接測溫法就是在不破壞現(xiàn)有溫度場的情況下，把溫度傳感器布置在煤炭的易自燃區(qū)域，觀測自燃溫度隨時間的變化趨勢，從而判斷煤炭自燃的發(fā)展階段和發(fā)展趨勢。煤的自然發(fā)火，一般經(jīng)過潛伏期、自熱期和燃燒期。潛伏期煤的氧化過程發(fā)展緩慢，溫度一般不超過70℃；經(jīng)過潛伏期之后，煤的氧化速度增加，氧化產(chǎn)生的熱量使煤溫升高，且升溫急劇加速，自熱期煤溫可達到120℃～150℃；自熱期的發(fā)展使煤溫上升到著火溫度而導(dǎo)致自燃。煤的著火溫度因煤種而異，無煙煤為400℃、煙煤為320℃～380℃、褐煤小于300℃。而預(yù)測預(yù)報的關(guān)鍵是煤的自燃不能超過自熱期。因此，溫度傳感器應(yīng)根據(jù)這一要求選擇，即在0～150℃之間。溫度傳感器的精度要高，并且穩(wěn)定可靠，達到測溫要求。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(dǎo)體傳感器等。第34頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一3、測量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測自然發(fā)火

2.紅外線探測火源紅外探測技術(shù)的原理：發(fā)光物體在發(fā)出可見光的同時，還發(fā)出一系列不可見的其他電磁波，如紅外電磁波等，火源也是如此。在隱蔽地點，當(dāng)煤自燃的條件形成后，煤層溫度逐漸增高的同時，其紅外輻射場的強度也在逐漸增大。依據(jù)紅外探測技術(shù)的原理研制出來的儀器不同于一般的直讀式儀器，它不能夠直接讀出某一測定的溫度，只能讀出該測點的紅外輻射場強度，還必須對根據(jù)各探測點的位置和測得的紅外場強度畫出曲線，并對之進行分析和解釋。紅外探測技術(shù)在礦井防滅火中方便適用、準確性較高。它的作用，一是進行防火預(yù)測；二是進行隱蔽火源探測。第35頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一五、連續(xù)自動檢測系統(tǒng)

現(xiàn)在大多數(shù)礦井使用束管監(jiān)測系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測井下空氣成分變化，利用抽氣系統(tǒng)將井下測點氣體經(jīng)過來管抽到井上，經(jīng)氣體選取器依次將不同測點的氣樣送往色譜儀進行分析。其優(yōu)點為采取氣樣比較及時，能連續(xù)監(jiān)測，分析數(shù)據(jù)比較精確可靠，現(xiàn)已成為自然發(fā)火早期預(yù)報的主要手段之一。

當(dāng)然束管法也有不足之處，當(dāng)輸送井下氣體到井上的管路長時，取樣時間較長，且管理難度較大，管路易發(fā)生漏氣、堵塞等情況，影響束管的使用效果。

為解決這些問題，束管技術(shù)又應(yīng)用了電信號和光纜傳輸?shù)刃录夹g(shù)，即把抽氣系統(tǒng)移到井下，使用傳感器測量氣體濃度，然后把電信號通過電纜或光纜傳輸?shù)骄嫌嬎銠C進行實時顯示。圖3束管檢測系統(tǒng)示意圖第36頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)開采技術(shù)防火措施礦井開拓系統(tǒng)和采煤方法是影響煤炭自燃的重要因素。因此，在礦井設(shè)計、建設(shè)以及生產(chǎn)過程中應(yīng)注意選擇合理的開拓系統(tǒng)和采煤方法，采取有效的開采技術(shù)措施，防止發(fā)生煤炭自燃災(zāi)害，以保證礦井生產(chǎn)安全、正常地進行。從預(yù)防煤炭自燃的角度出發(fā)，對開拓、開采方法的要求是：煤層切割量少、煤炭回采率高、工作面推進速度快、采空區(qū)容易封閉。一、礦井自燃火源的分布規(guī)律

1、采空區(qū)。采空區(qū)火災(zāi)占50％以上。

2、煤柱。

3、巷道頂煤。

4、斷層和地質(zhì)構(gòu)造附近。二、開拓開采技術(shù)防火措施

總要求：

1.提高回采率

2.限制或阻止空氣流入疏松煤體，消除供氧(減少漏風(fēng)、減小壓差)3.漏風(fēng)風(fēng)速小于自燃風(fēng)速

第37頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一主要技術(shù)措施有：(一)合理地進行開拓布置

1．盡可能采用巖石巷道開采有自燃傾向性的煤層，應(yīng)盡可能采用巖石巷道布置，以減少煤層與空氣接觸的暴露面積降低自然發(fā)火的可能性。

2.分層巷道垂直重疊布置厚煤層開采時，各分層巷道應(yīng)采用垂直或重疊方式布置，即各分層區(qū)段平巷沿鉛垂線呈重疊式布置，可以減小煤柱尺寸甚至不留煤柱，消除自燃的基本條件，而且，區(qū)段巷道受支承壓力的影響較小，維護比較容易。

3．分采分掘布置區(qū)段巷道區(qū)段平巷應(yīng)分采分掘，即準備每一區(qū)段時只掘出本區(qū)段的區(qū)段平巷，而下區(qū)段的回風(fēng)平巷等到準備下一區(qū)段時再進行掘進。同時，上、下區(qū)段的區(qū)段平巷間不應(yīng)掘進聯(lián)絡(luò)巷。

4．推廣無煤柱開采技術(shù)采用無煤柱開采，也就消除了由此帶來的煤炭自燃隱患。將階段大巷和采區(qū)上（下)山設(shè)在煤層底板巖層中，采用跨越式開采，不留大巷煤柱和上(下)山煤柱；區(qū)段巷道采用沿空掘巷或沿空留巷，取消區(qū)段煤柱、采區(qū)區(qū)間煤柱等措施。第38頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一主要技術(shù)措施有：(二)選擇合理的采煤方法長壁式采煤法巷道布置簡單，回采率高，有較大的防火安全性，特別是綜合機械化的長壁工作面，回采速度快、生產(chǎn)集中、單產(chǎn)高，在相同產(chǎn)量的條件下煤壁暴露的時間短、面積小，對于防止自然發(fā)火非常有利。在合理的采煤法中也應(yīng)包括合理的管理頂板方法。頂板巖性松軟，易冒落，碎脹比大，采用全部陷落法管理頂板，對開采易自燃的煤層是較好的，即使在采空區(qū)發(fā)生了自燃，出于充填密實，其發(fā)展和影響范圍也是有限的。相反的如果頂板巖層堅硬，冒落塊度大，采空區(qū)難以充填密實，漏風(fēng)與浮煤堆積易造成自燃火災(zāi)。(三)選擇合理的開采順序合理的開采順序是：煤層間采用下行式，即先采上煤層，后采下煤層：上山采區(qū)先采上區(qū)段，后采下區(qū)段，下山采區(qū)與此相反；區(qū)段內(nèi)先采上區(qū)段，后采下區(qū)段。而反常規(guī)的短期行為先吃“肥肉”，后啃“骨頭”，其結(jié)果是采區(qū)內(nèi)巷道維護困難，通風(fēng)管理難度大，采空區(qū)漏風(fēng)嚴重，并易形成“孤島”工作面，對防止煤炭自燃發(fā)火十分不利。綜上所述，選擇對礦井防火有利的開拓系統(tǒng)和采煤方法，是提高礦井防火抗災(zāi)能力的有效措施。第39頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一一、灌漿防火灌漿就是把粘土、粉碎的頁巖、電廠飛灰等固體材料與水混合、攪拌，配制成—漿液，借助輸漿管路注入或噴灑在采空區(qū)里，達到防火和滅火的目的。

（一）灌漿防滅火的機理灌漿防滅火的作用為：漿液充填煤巖裂隙及其孔隙的表面，增大氧氣擴散的阻力，減小煤與氧的接觸和反應(yīng)面；漿水浸潤煤體，增加煤的外在水分，吸熱冷卻煤巖；加速采空區(qū)冒落煤巖的膠結(jié)，增加采空區(qū)的氣密性。灌漿防火的實質(zhì)是，抑制煤在低溫時的氧化速度，延長自然發(fā)火期。

第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火第40頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一（二）灌漿系統(tǒng)灌漿系統(tǒng)由制漿、輸漿和灌漿三部分組成。1、漿液的制備

1）漿液性能:對漿液性能的基本要求是，濃度適當(dāng)，滲透能力強。在漿液中，固體漿材與水的（體積）比例稱之為漿液的（體積）濃度。用黃土做漿材時也叫土水比。濃度是影響灌漿質(zhì)量、防火效果和經(jīng)濟指標(biāo)的重要參數(shù)。滲透性取決于漿材粒度和漿液粘度，粒度和粘度小，則滲透能力就強。從滲透性這個角度來看，漿材的固體顆粒愈小愈好。

2）漿材的選取:漿材必須滿足一定的基本要求。預(yù)防性灌漿的防火效果及其經(jīng)濟合理性，在很大程度上取決于漿液材料的選擇。漿液中的固體材料應(yīng)滿足下列要求：

(1)不含可燃或助燃成分；(2)不含催化物質(zhì)；(3)粒度不大于2mm，粒度小于lmm的細小顆粒所占比例要達到75％；(4)相對密度一般要求為2.5～2.6；(5)收縮量盡可能小，含砂量不超過30％；(6)易于加水制成泥漿；(7)易于脫水，同時還具有一定的穩(wěn)定性。選取的灌漿材料除滿足上述的基本性能要求外，還要求其來源豐富，運輸和加工成本低廉，盡量不占或少占耕地和良田。煤礦中應(yīng)用最多的灌漿材料是黃土，但大量應(yīng)用黃土?xí)罐r(nóng)田遭到破壞，有的礦區(qū)無土可取。因此，有些礦區(qū)采用破碎后的頁巖、破碎后的矸石、熱電廠的爐灰等作為代用材料，在實踐中也取得了很好的防滅火效果。第41頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一３）漿液的制備工藝泥漿的制備工藝隨取土方式和制漿設(shè)備不同而異。

（1）水力取土自然成漿這種方法適用以山坡表土層或貯土場的積土為漿創(chuàng)。制漿過程是，先用放炮使表土層變松，或直接用高壓水槍（水力噴射器）沖刷。黃土隨水而流，在流動的過程中混合均勻，形成泥漿，用篩板過濾除去顆粒較大的砂石后，流入輸漿管。這種制漿方法，設(shè)備簡單，投資少，勞動強度低，效率高。缺點是水土比難以控制證漿液質(zhì)量，窯街、大同、淮南、義馬等礦區(qū)一些礦井，采用此種方法。

（2）人工或機械取土機械制漿用人工或機械把黃土取出裝入V型翻斗車或膠帶運輸機（距離近或運輸量大時），直接運往泥漿浸泡池。當(dāng)土源距溜漿站較遠時，應(yīng)在溜漿站附近建貯土場，起緩沖調(diào)節(jié)作用。貯土場的土可用水力或皮帶（礦車）等運輸工具運至溜漿站。機械制漿主要由攪拌機完成，按攪拌機的運動方式可分為固定式和行走式兩種。泥漿攪拌池應(yīng)分成兩格，一池浸泡，一池攪拌，輪換使用。漿他的容積，一般按2小時灌漿量計算，其底部有向出口方向2％一5％的坡度，在泥漿引溜漿管前應(yīng)設(shè)兩層過濾篩子（孔徑分別為15mm和10mm），在注漿時應(yīng)及時清除篩前的碴料。第42頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一２、漿液的輸送

1）輸漿壓力與輸漿管線輸送漿液的壓力有兩種：一是利用漿液自重及漿液在地面入口與井下出口之間高差形成的靜壓力進行輸送，叫靜壓輸送；當(dāng)靜壓不能滿足要求時應(yīng)采用加壓輸送。前者使用較多。輸漿倍線表示輸漿管路阻力與壓力之間關(guān)系，用N表示。倍線一般控制在3—8之間。過大時，應(yīng)加壓；過小時，容易發(fā)生裂管跑漿事故，可在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b閘閥進行增阻。

L----總長度，H----入出口高差，h—泵壓力。

2）灌漿管道的選擇當(dāng)管道中漿液恰好處于無沉積的懸浮狀態(tài)時的流速，稱為臨界流速(vc)時，也叫不淤流速。在這個流速下輸送漿液，既能保證不淤積、不堵管，而且消耗的能星又最小。因此，臨界流速是一重要參數(shù)。與臨界流速對應(yīng)的管徑叫臨界管徑。

3)灌漿鉆孔：利用鉆孔代替礦井輸漿干管具有選點靈活，節(jié)省干管，投資少，維護費用低等優(yōu)點，在巖層條件好、埋藏較淺時，應(yīng)優(yōu)先考慮采用，在有裂隙的巖層，應(yīng)下套管。

第43頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一（三）灌漿防火方法

由于具體條件的不同，各礦區(qū)采用的預(yù)防性灌漿方法也多種多樣，按與回采的關(guān)系分，預(yù)防性灌漿有采前預(yù)灌、隨采隨灌、采后封閉灌漿等三種。

（1）采前預(yù)灌。所謂采前預(yù)灌即是在工作面尚未回采前對其上部的采空區(qū)進行灌漿。這種灌漿方法適用于開采老窯多的易自燃、待厚煤層。（2）隨采隨灌。灌漿作為回采工藝的一部分，隨工作面回采向采空區(qū)灌漿。隨采隨灌又有埋管灌漿、插管灌漿、灑漿，打鉆灌漿等多種方法。（3）采后注漿?？梢岳勉@孔向工作面后部采空區(qū)內(nèi)注漿；采空區(qū)封閉后，在密閉墻上插管灌漿，防止停采線遺煤自燃。第44頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一（三）灌漿防火方法目前采用的灌漿方法主要有：

（1）鉆孔灌漿。在煤層底板的集中運輸巷或回風(fēng)巷道或?qū)ｉT開掘的灌漿巷道內(nèi)，每隔一定距離（10～5m）向采空區(qū)打鉆灌漿。

（2）埋管灌漿。把灌漿管鋪設(shè)在工作面的回風(fēng)道內(nèi)。工作面放頂前，在回風(fēng)巷的灌漿支管上接一段預(yù)埋鋼管（10～15m），預(yù)埋管和支管之間用高壓膠管連接。工作面放頂后始終保持預(yù)埋管壓在采空區(qū)內(nèi)5～8m，預(yù)埋管用回柱絞車拉著外移。這種方法優(yōu)點是簡便，工作量小，但漿液在采空區(qū)內(nèi)流動情況難控制，漿液在采空區(qū)分布不均勻，當(dāng)工作面傾斜長度大時，灌漿效果差。

(3）工作面灌漿。為了保證灌漿質(zhì)量，自然發(fā)火危險性較大的工作面應(yīng)在埋管灌漿的同時還向采空區(qū)噴灑灌漿。其方法是，工作面放頂之前，從回風(fēng)巷灌漿管上接出一根預(yù)埋注漿管，沿傾斜方向分段向冒落區(qū)里灑噴泥漿。

（4）綜采工作面插管灌漿。方法是，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)留一個三通接頭，并安裝分支軟管和插管。將插管插入支架掩護梁后面垮落的巖石內(nèi)灌漿，插入深度應(yīng)不小于0.5m。工作面每推進兩個循環(huán)，注漿一次。義馬千秋煤礦應(yīng)用回風(fēng)巷壓管灌漿與工作面插管灌漿相結(jié)合，收到了較好的效果。第45頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一（四）灌漿管理加強灌漿管理對保證灌漿質(zhì)量，提高灌漿效果至關(guān)重要。隨采隨灌時注意觀察灌入水量與排水量比例，如果排出水量過少，則說明灌漿區(qū)可能有泥積存，應(yīng)停止灌漿。如果排出水里含泥量過大或過于集中，說明采空區(qū)已形成泥漿溝，灌漿不均勻，應(yīng)移動管口位置。進行預(yù)防件灌槳時，要特別注意防止發(fā)生潰漿事故，并要做好灌漿后的排水工作；要經(jīng)常觀測水情，對灌漿量和排出的水量進行記錄和分析，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理；在灌漿區(qū)下部進行回采前，要對灌漿區(qū)進行檢查，如果有積水，必須在打鉆放水后才能在下部進行回采。灌漿后應(yīng)再灌幾分鐘清水，清洗管道，以免泥漿在管道內(nèi)沉淀。第46頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、阻化劑防滅火

在化學(xué)上，凡是能減小化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì)皆稱為阻化劑(inhibitors)。阻化劑又稱阻氧劑，是具有阻止氧化和防止煤炭自燃作用的一些鹽類物質(zhì)。

作用機理：增加惰性、形成液膜、充填、蓄水、降溫。①增加煤在低溫時的化學(xué)惰性，或提高煤氧化的活化能，②形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面；充填煤柱內(nèi)部裂隙；③增加媒體的蓄水能力；④水分蒸發(fā)吸熱降溫。實質(zhì)是降低煤在低溫時的氧化速度，延長煤的自然發(fā)火期，利用和擴大了以水防火的作用。如果離開了水，阻化劑的阻化作用也就沒有了。

1、阻化劑的評價指標(biāo)及其影響因素

１）阻化率：我國撫順煤科分院建議：含硫量小于2％的煤樣在阻化前后放出CO氣體的相對變化量作為評定指標(biāo)；含硫量大于2％的煤（一般稱為高硫煤）采用煤樣在阻化前后放出SO2氣體的相對變化量作為評定指標(biāo)，此指標(biāo)稱之為阻化率。

按公式計算阻化率:A，B--分別為原煤樣和阻化煤樣在規(guī)定的實驗條件下氧化5小時放出的CO(pmm)或SO2(mg)。第47頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、阻化劑防滅火

２）阻化劑的阻化壽命

阻化劑噴灑至煤體表面后，從開始生效至失效所經(jīng)過的時間叫阻化劑壽命。單位為月。阻化劑的壽命可用下式表示：τ＝Ｅ/Ｖ(V----衰減速度)阻化劑壽命是一個重要指標(biāo)。為了達到有效的預(yù)防自然發(fā)火，阻化壽命不應(yīng)小于自然發(fā)火期。阻化壽命可以通過二次或多次噴灑以及保持環(huán)境具有較高的濕度等措施來延長。2、阻化劑選擇

煤礦使用的阻化劑有：氯化鈣、氯化鎂、氯化銨以及水玻璃等。煤礦中常用的阻化劑多為無機鹽類化合物，如氯化鈣(CaCl2)、氯化鎂(MgCl2)、氯化銨(NH4Cl)、碳酸氫銨(NH4HCO3入)和水玻璃(xNa2O·ySiO2)等。某些工廠的廢液及副產(chǎn)品，如釀酒廠的廢液、造紙廠的廢液、煉鎂槽渣和化工廠的硼酸廢液等，也常作為阻化劑使用。以及工業(yè)廢液等。第48頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、阻化劑防滅火

3、阻化劑防火工藝方法

阻化劑防火工藝可分為三類：噴灑阻化劑、壓注阻化劑、霧化阻化劑。1．噴灑阻化劑噴灑阻化劑，即在采煤工作面向采空區(qū)噴灑阻化劑溶液。為此，需建立噴灑系統(tǒng)。噴灑系統(tǒng)分為三種形式：臨時性噴灑系統(tǒng)、半永久性噴灑系統(tǒng)和永久件噴灑系統(tǒng)。其中，半永久件噴灑系統(tǒng)用得最多。2．壓注阻化劑壓注阻化劑，是向可能發(fā)生自燃或已經(jīng)開始氧化發(fā)熱的煤壁鉆孔，通過鉆孔向煤壁中壓注阻化劑溶液，以控制煤的自燃。3．霧化阻化劑霧化阻化劑，是將阻化劑溶液霧化，然后借助漏風(fēng)風(fēng)流將霧化阻化劑帶到采空區(qū)中。其具體方法是，在采煤工作面的進風(fēng)口處、即向工作面后部采空區(qū)漏風(fēng)的人口處，用發(fā)霧器將阻化劑霧化，由漏風(fēng)風(fēng)流將阻化劑溶液微粒帶人工作面后部采空區(qū)，落人采空區(qū)遺留的浮煤上，阻止其氧化自燃。阻化劑防火工藝簡單、成本低廉，是防滅火的重要技術(shù)措施，特別適用于缺乏黃土和水、灌漿困難的礦區(qū)。

第49頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一第七節(jié)均壓防滅火

均壓防滅火的實質(zhì)：利用風(fēng)窗、風(fēng)機、調(diào)壓氣室和連通管等調(diào)壓設(shè)施，改變漏風(fēng)區(qū)域的壓力分布，降低漏風(fēng)壓差，減少漏風(fēng)，從而達到抑制遺煤自燃、惰化火區(qū)，或熄滅火源的目的。均壓的概念始于50年代，由波蘭學(xué)者漢.貝斯特朗提出，60年代一些采煤技術(shù)發(fā)達的國家競相采用，多次獲得成功。與此同時我國在淮南、開灤、阜新、撫順、蕪蓉和六枝等礦區(qū)開始推廣應(yīng)用，并在應(yīng)用中使這一技術(shù)不斷完善和發(fā)展。根據(jù)阻力定律：h=R漏Q漏2

為減少采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)，使Q→0，可以采取措施增加漏風(fēng)風(fēng)阻，使R漏無窮大；也可以采取措施使漏風(fēng)通道兩端風(fēng)壓差趨于0。第一種措施屬于封閉防滅火的范疇，第二種措施則屬于均壓防滅火的范疇。根據(jù)均壓作用的機理及使用條件不同，均壓防滅火技術(shù)措施大體分為開區(qū)均壓和閉區(qū)均壓。

開區(qū)均壓定義：在生產(chǎn)工作地點建立均壓系統(tǒng)，以減少采空區(qū)漏風(fēng)，抑制遺煤自燃，防止一氧化碳等有毒有害氣體超限聚集或者向工作區(qū)涌出，從而保證生產(chǎn)正常進行。閉區(qū)均壓定義：就是在有可能發(fā)生煤炭自燃而已經(jīng)密閉的區(qū)域，采取均壓措施以防止煤炭自燃的發(fā)生。第50頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一一、調(diào)壓設(shè)施均壓防滅火的原理（一）調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓的原理

特性：(1)風(fēng)窗上風(fēng)側(cè)風(fēng)流壓能增加，下風(fēng)側(cè)風(fēng)流壓能降低，A點風(fēng)流壓能增加，B點風(fēng)流壓能降低，其增加和降低的幅度取決于風(fēng)窗的阻力和該分文在網(wǎng)路中所處的地位；

(2)因風(fēng)量減小，風(fēng)宙前后風(fēng)路上的壓力坡度線變緩（因風(fēng)量減?。?/p>

實質(zhì)：增阻減風(fēng)，改變調(diào)壓風(fēng)路上的壓力分布，達到調(diào)壓目的。前提條件：本分支風(fēng)量允許減少ABⅠⅡABOaba’b’EL第51頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一一、調(diào)壓設(shè)施均壓防滅火的原理需要調(diào)壓的風(fēng)路上安裝帶風(fēng)門的風(fēng)機（實質(zhì)上是輔助通風(fēng)機），利用風(fēng)機產(chǎn)生的增風(fēng)增壓作用，改變風(fēng)路上的壓力分布，達到調(diào)壓目的。（二）風(fēng)機調(diào)壓的原理在需要調(diào)壓的風(fēng)路上安裝帶風(fēng)門的風(fēng)機，利用風(fēng)機產(chǎn)生的增風(fēng)增壓作用，改變風(fēng)路上的壓力分布，達到調(diào)壓目的。前提：單獨使用調(diào)壓風(fēng)機以增加風(fēng)量為前提。

LABE第52頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一（三）風(fēng)窗-風(fēng)機聯(lián)合調(diào)壓的原理１、風(fēng)窗－風(fēng)機增壓調(diào)節(jié)所謂增壓調(diào)節(jié)是指使兩調(diào)壓裝置中間的風(fēng)路上風(fēng)流的壓能增加。增壓調(diào)節(jié)又可分為風(fēng)量不變和減少兩種。２、風(fēng)窗－風(fēng)機聯(lián)合降壓調(diào)節(jié)作降壓調(diào)節(jié)時，風(fēng)窗安裝在上風(fēng)側(cè)，風(fēng)機安裝在下風(fēng)側(cè)。hwHHhw風(fēng)量不變風(fēng)量減少第53頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點的調(diào)壓處理采空區(qū)火源或高溫點產(chǎn)生的位置取決于采空區(qū)內(nèi)堆積的遺煤和漏風(fēng)分布。因此，采用調(diào)壓法處理采空區(qū)的高溫點或自燃火源之前，必須首先了解可能產(chǎn)生火源的空間位置及其相關(guān)的漏風(fēng)分布，以便進行有針對性調(diào)節(jié)。（一）采空區(qū)的漏風(fēng)形式

1、并聯(lián)漏風(fēng)

2、角聯(lián)漏風(fēng)（二）、調(diào)壓處理方法：

（1）、當(dāng)火源或高溫點處于自燃帶Ⅱ中后部（靠近窒息帶）時，則可用降低漏風(fēng)壓差的方法，減小漏風(fēng)帶寬度，使窒息帶復(fù)蓋高溫點。

（2）、高溫點位于自燃帶的前部，可采用在工作面下端掛風(fēng)簾的方法來。減小火源所在區(qū)域內(nèi)的漏風(fēng)，同時加快工作面的推進速度，使窒息帶快速復(fù)蓋高溫點。D漏風(fēng)路線ABC123456261345第54頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一

3、角聯(lián)漏風(fēng)采空區(qū)內(nèi)除存在并聯(lián)漏風(fēng)外，還有部分漏風(fēng)與其它風(fēng)巷發(fā)生聯(lián)系，這種漏風(fēng)叫角聯(lián)漏風(fēng)。調(diào)壓處理方法：

(1)在風(fēng)路中安裝風(fēng)門和風(fēng)機等調(diào)壓裝置，降低漏風(fēng)源的壓能,提高漏風(fēng)匯的壓能。

(2)改變相鄰支路的風(fēng)阻比，使之保持：具體措施2136547R25R23R37R57第55頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一三、調(diào)壓氣室-連通管調(diào)壓防滅火的原理與應(yīng)用一般適用于封閉火區(qū)滅火。有單氣室與雙氣室調(diào)壓兩種。（一）、雙調(diào)壓氣室--連通管調(diào)壓原理與應(yīng)用1、布置方式K1、K2：密閉墻。

F1、F2：輔助密閉墻。在密閉墻和輔助密閉墻形成的調(diào)壓氣室之間鋪一根金屬管。2、調(diào)壓原理輔助密閉墻增加火區(qū)的漏風(fēng)風(fēng)阻，降低火區(qū)的漏風(fēng)壓差；連通管與火區(qū)并聯(lián)，起到并聯(lián)分風(fēng)和降壓的作用。3、調(diào)壓時的火區(qū)動態(tài)觀察火F2K2DK1F1CB火F2K2K1F1ABAF1K1第56頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一（二）、單調(diào)壓氣室--連通管調(diào)壓原理與應(yīng)用1、布置方式及其調(diào)壓原理。在回風(fēng)側(cè)構(gòu)成調(diào)壓氣室，同時利用金屬管將調(diào)壓氣室與火區(qū)進風(fēng)側(cè)相連。要消除火區(qū)漏風(fēng)，需滿足下式：

式中：RT--連通管(包括閘門)風(fēng)阻；RM--輔助密閉墻M與CB巷道風(fēng)阻之和；RAB，RDA--分別為巷道AB和DA的風(fēng)阻；2、火區(qū)的動態(tài)觀測

當(dāng)水拄計的示值為零時表示火區(qū)漏風(fēng)消失，否則應(yīng)根據(jù)水校計兩傀液面高低和變化，改變連通管的風(fēng)阻或增加輔助密閉的氣密性，達到調(diào)壓目的。應(yīng)用調(diào)節(jié)風(fēng)壓法平衡封閉火區(qū)的漏風(fēng)壓差，除上述的一些方法外，還有其他一些方法，如調(diào)壓氣室與風(fēng)機相配合，風(fēng)機與風(fēng)筒相配合等。為了避免調(diào)壓盲目進行，在制定調(diào)壓方案之前應(yīng)進行阻力測定和采空區(qū)漏風(fēng)探測等工作，以獲得必要的基礎(chǔ)資料。火F2K2K1ABCD第57頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一四、調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)漏風(fēng)壓差事實上，不少火區(qū)的形成和發(fā)展，都與通風(fēng)系統(tǒng)不合理有一定的聯(lián)系。因此，在保證采掘工作面按需供風(fēng)和安全生產(chǎn)的前提下，針對具體情況，合理調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，也可起到平衡火區(qū)漏風(fēng)壓差的作用。(一)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)的原則

1、增加火區(qū)或采空區(qū)的并聯(lián)(低風(fēng)阻)風(fēng)路；或減少火區(qū)并聯(lián)分支的風(fēng)阻或風(fēng)量(不得在該分支增阻)。

2、增加火區(qū)所在分支或其漏風(fēng)流經(jīng)路線上其它分支的風(fēng)阻；在非漏風(fēng)流經(jīng)的路線上減阻。增阻或減阻巷道離火區(qū)或采空區(qū)越近，效果越好。

3、當(dāng)火區(qū)的漏風(fēng)源與漏風(fēng)匯分別處于進回風(fēng)井附近時，應(yīng)設(shè)法降低主要通風(fēng)機負壓；

4、降低火區(qū)漏風(fēng)源的壓能，增加其漏風(fēng)匯的壓能。

第58頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一(二)通風(fēng)構(gòu)筑物的合理位置

在有漏風(fēng)源或漏風(fēng)匯附近的風(fēng)路上，設(shè)置增阻型通風(fēng)構(gòu)筑物時，應(yīng)遵循的總原則是：既起到應(yīng)有的風(fēng)流調(diào)節(jié)和控制作用，又不增大火區(qū)或采空區(qū)的漏風(fēng)壓差。具體而言：１、若在有并聯(lián)漏風(fēng)的風(fēng)路上設(shè)置風(fēng)窗等增阻型通風(fēng)構(gòu)筑物時，其位置不應(yīng)選擇在漏風(fēng)的源與匯之間。

2、在有漏風(fēng)源或漏風(fēng)匯附近的風(fēng)路上安設(shè)增阻型通風(fēng)構(gòu)筑物時，應(yīng)將其設(shè)在漏風(fēng)源的上風(fēng)側(cè)，或漏風(fēng)匯的下風(fēng)側(cè)。

3、風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門和密閉墻等控制風(fēng)流的設(shè)施設(shè)置后，應(yīng)使采空區(qū)或火區(qū)同處于進風(fēng)或回風(fēng)側(cè)，以降低其漏風(fēng)壓差。第59頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一第八節(jié)惰氣防滅火

惰氣系指不可燃氣體或窒息性氣體，主要包括氮氣、二氧化碳以及燃料燃燒生成的煙氣（簡稱燃氣）等。一、氮氣防滅火氮氣既可以迅速有效的撲滅明火，又可以防止采空區(qū)遺煤自燃。使用注氮滅火的火區(qū)具有恢復(fù)工作量小、不損壞設(shè)備等優(yōu)點。1、（液）氮氣防滅火原理

1)氮氣注入采空區(qū)后具有降低氧濃度的作用；

2)液氮滅火還具有冷卻降溫作用。在２０℃的環(huán)境溫度下，液氮的汽化熱為４２３kJ/kg。直接用液氮注入火區(qū)時，液氮氣化，吸收熱量，使火區(qū)氣體、煤層和圍巖的溫度降低，火區(qū)冷卻會加速火源熄滅；

3)在封閉火區(qū)的過程中，氮氣注入火區(qū)后，兼有抑爆作用。第60頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一2、氮氣制取三種工藝方法：一是深冷空分法99.9%；二是碳分子篩變壓吸附法；三是膜分離法。3、生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火向采空區(qū)注入氮氣要根據(jù)具體條件確定注氮制度（方式）。在有自燃早期預(yù)報時，一般應(yīng)采用非連續(xù)注氮，以降低成本。并根據(jù)高溫點的溫度或CO濃度大小選擇注氮強度、注氮口的位置以及注氮時工作面風(fēng)量選擇等。注氮方法取決于注氮目的（是防火還是滅火）和注氮方式，一般有兩種。一種是壓管注氮，即注氮管口由進風(fēng)順槽壓埋在采空區(qū)里，借助于漏風(fēng)將注入的氮氣散布在采空區(qū)內(nèi)。另一種是在采空區(qū)附近的巷道內(nèi)向采空區(qū)打鉆，利用鉆孔注入氮氣。4、注氮處理封閉火區(qū)

1）向封閉火區(qū)注氮。有條件時注氮過程中逐漸縮封火區(qū)，以提高注氮效果。

2）定向注氮，目標(biāo)惰化。注氮時使氮氣流經(jīng)火源點，用氮氣流置換漏風(fēng)氣流；或者用數(shù)個鉆孔能包圍火源點進行注氮，這就是目標(biāo)惰化。

3）提高注氮效果的途徑。適當(dāng)增加密閉墻的氣密性，限制漏風(fēng)量；增大注氮強度和保持注氮的連續(xù)性；選擇合適的注氮口位置。

第61頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、濕式惰氣滅火濕式惰氣是燃料油與一定比例的空氣混合在惰氣發(fā)生裝置（機）內(nèi)經(jīng)充分燃燒后產(chǎn)生的煙氣。由于煙氣中基本上是惰性氣體或不可燃氣體，因此，將其壓入火區(qū)后，可起到惰化火區(qū)、窒息火源的作用；壓入正在密閉的火區(qū)可起到阻爆作用。惰氣發(fā)生裝置及其性能參數(shù)：產(chǎn)氣量，燃油耗量，耗水量，供水壓力，出水溫度。第62頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一第九節(jié)礦井火災(zāi)時期通風(fēng)災(zāi)變時期通風(fēng)調(diào)度決策正確與否對救災(zāi)工作的成敗極為重要。高溫火災(zāi)氣體的空氣動力效應(yīng)有兩方面作用：一方面是燃燒生成的熱能轉(zhuǎn)化為機械能，形成附加的自然風(fēng)壓，即火風(fēng)壓，作用于通風(fēng)阿路；另一方面，在火源點生成大量火災(zāi)氣體以及風(fēng)流受熱后體積膨脹所產(chǎn)生膨脹壓力，對上風(fēng)側(cè)風(fēng)流產(chǎn)生阻力作用，即膨脹節(jié)流效應(yīng)，對風(fēng)流產(chǎn)生動力作用。一、火風(fēng)壓及其計算方法

火災(zāi)時高溫?zé)熈髁鬟^巷道所在的回路中的自然風(fēng)壓發(fā)生變化，這種因火災(zāi)而產(chǎn)生的自然風(fēng)壓變化量，在災(zāi)變通風(fēng)中稱之為火風(fēng)壓。在如圖所示的模型化的通風(fēng)系統(tǒng)中，在Ｆ點發(fā)火，由于火源下風(fēng)側(cè)34風(fēng)路的風(fēng)溫和空氣成分發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其密度減小，該回路產(chǎn)生火風(fēng)壓，根據(jù)火風(fēng)壓定義可得：

式中Hf

—火災(zāi)時1-2-3-4-1回路的火風(fēng)壓，Pa;Z—1-2-3-4-1回路的高差，m。

ρma、ρmg--分別為3-4分支火災(zāi)前后空氣和煙氣的平均密度，kg/m3?；餏124ρma3第63頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、火風(fēng)壓的特性

1、火風(fēng)壓出現(xiàn)的位置?；痫L(fēng)壓產(chǎn)生于煙流流過的有高差的傾斜或垂直巷道中。

2、火風(fēng)壓的作用相當(dāng)于在高溫?zé)熈髁鬟^的風(fēng)路上安設(shè)了一系列輔助通風(fēng)機；

3、火風(fēng)壓的作用方向總是向上?；痫L(fēng)壓的大小和方向取決于：煙氣流過巷道的高度、通過火源的風(fēng)量、巷道傾角、火源溫度和火源產(chǎn)生的的位置。鑒于上述分析結(jié)果，當(dāng)井下發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)迅速了解火源的位置，根據(jù)燃燒物的分布、燃燒規(guī)模、火源溫度、流經(jīng)巷道的特征（是上行還是下行）、風(fēng)量大小，估算火風(fēng)壓大小及其對通風(fēng)系統(tǒng)的影響，以便采取有效措施，保證礦井通風(fēng)網(wǎng)路中風(fēng)流穩(wěn)定。第64頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一三、火災(zāi)時期風(fēng)流紊亂規(guī)律及防治

1、風(fēng)流的紊亂形式。風(fēng)流紊亂的形式主要有：旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)、主干風(fēng)路煙流逆退和火煙滾退三種形式。１）旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。當(dāng)火勢發(fā)展到一定的程度時，通風(fēng)網(wǎng)路中與火源所在排煙主干風(fēng)路相連的某些旁側(cè)分支的風(fēng)流可能出現(xiàn)與正常風(fēng)向相反的流動，在災(zāi)變通風(fēng)中把這種現(xiàn)象叫做旁側(cè)支路風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)。２)主干風(fēng)路煙流逆退。另一方面充滿巷道全斷而地逆著主干風(fēng)路的進風(fēng)流向2節(jié)點，這種現(xiàn)象叫煙流逆退。３)火煙滾退。煙氣生成量越大、火源溫度越高、巷通風(fēng)速越低，發(fā)生滾退的概率越大。煙氣的滾退，往往是主干風(fēng)路風(fēng)流的逆退和旁側(cè)支路逆轉(zhuǎn)的前兆。第65頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一火265D134火25134火25煙134旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)主干風(fēng)路煙流逆退火新鮮風(fēng)流火煙滾退第66頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一2、風(fēng)流紊亂的原因、規(guī)律及其防治1）上行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓

.發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的原因主要是：（１）因火風(fēng)壓的作用使高溫?zé)熈髁鹘?jīng)巷道各點的壓能增大；（２）火源下風(fēng)側(cè)風(fēng)阻增大（巷道冒頂?shù)仍颍瑢?dǎo)致主干風(fēng)路火源上風(fēng)側(cè)風(fēng)量減小，沿程各節(jié)點壓能降低。風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的規(guī)律是，上行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓，旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。旁側(cè)支路風(fēng)流是否發(fā)生逆轉(zhuǎn)，與本分支的風(fēng)阻大小無關(guān)。風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的過程一般是，風(fēng)量先逐漸減小，至停止，到反向。旁側(cè)支路風(fēng)量減小，則可能是逆轉(zhuǎn)的前兆。為了防止旁側(cè)風(fēng)路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，主要措施有：（１）降低火風(fēng)壓；（２）保持主要通風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)；（３）采用打開風(fēng)門、增加排煙通路等措施減小排煙路線上的風(fēng)阻；

第67頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一2）下行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓在下行風(fēng)路中產(chǎn)生火風(fēng)壓，其作用方向與主要通風(fēng)機作用風(fēng)壓方向相反。當(dāng)火風(fēng)壓等于主要通風(fēng)機分配到該分支壓力時，該分支的風(fēng)流就會停滯；當(dāng)火風(fēng)壓大于該分支的壓力時，該分支的風(fēng)流就會反向。主干風(fēng)路風(fēng)阻及其產(chǎn)生的火風(fēng)壓一定時，風(fēng)量越小，越容易反。防止下行風(fēng)風(fēng)路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的途徑有：減小火勢，降低火風(fēng)壓；增大主要通風(fēng)機分配到該分支上的壓力。

3）風(fēng)流逆退的原因、規(guī)律及其防治由于火源處產(chǎn)生大量煙氣以及風(fēng)流加熱后體積膨脹，類似于在火源處增加了一條風(fēng)路（可稱之為虛擬風(fēng)路）。其體積流量超過原來風(fēng)量，會導(dǎo)致煙流逆退。發(fā)生逆退的原因是：煙氣的增量過大；主通風(fēng)機風(fēng)壓作用于主干風(fēng)路的風(fēng)壓小。第68頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一四、災(zāi)變時期風(fēng)流控制

1、礦井發(fā)火時對通風(fēng)制度的基體要求是：１）保護災(zāi)區(qū)和受威協(xié)區(qū)域的職工迅速撤至安全地區(qū)或井上；２）有利限制煙流在井巷中發(fā)生非控制性蔓延，防止火災(zāi)范圍擴大３）不得使火源附近瓦斯聚積到爆炸濃度，不容許流過火源的風(fēng)流中瓦斯達到爆炸濃度，或使火源蔓延到有瓦斯爆炸的地區(qū)；４）為救護創(chuàng)造條件。2、火災(zāi)時常用的通風(fēng)制度有以下幾種：

1)維持正常通風(fēng)，穩(wěn)定風(fēng)流。(1)火源位于采區(qū)內(nèi)部，(2)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的高瓦斯；(3)獨頭巷道；(4)采區(qū)或礦井回風(fēng)道；(5)減少向火源供風(fēng)

2)停風(fēng)機----(1)進風(fēng)井口，(2)獨頭巷道CH4濃度>上限，(3)主通風(fēng)機成為阻力；

3)反風(fēng)----(1)全礦反風(fēng)；(2)區(qū)域性反風(fēng)；(3)局部反風(fēng)

4)風(fēng)流短路----進風(fēng)系統(tǒng)

第69頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一第十節(jié)礦井火災(zāi)處理與控制一、滅火原理滅火是破壞燃燒三個條件同時存在和消除燃燒三個條件（之一、之二或全部）的過程。滅火的實質(zhì)就是把正在燃燒體系內(nèi)的物質(zhì)冷卻，將其溫度降低到燃點之下，使燃燒停止。

滅火原理：１）冷卻，把燃燒物質(zhì)的溫度降低到燃點以下。２）隔離和窒熄，使燃燒反應(yīng)體系與環(huán)境隔離，抑制參加反應(yīng)的物質(zhì)。３）稀釋，降低參加反應(yīng)物(液、氣體）的濃度。４）中斷鏈反應(yīng)?，F(xiàn)代燃燒理論認為，燃燒反應(yīng)是由于可燃物分解成游離狀態(tài)的自由基與氧原子相結(jié)合，發(fā)生鏈反應(yīng)后才能形成的。因此，阻止鏈反應(yīng)發(fā)生或不使自由基與氧原子結(jié)合，就可以抑制燃燒，達到滅火目的。在實際滅火中，是以上幾種原理的綜合應(yīng)用。滅火就其方法而言，可分為直接滅火、隔離滅火和聯(lián)合滅火三大類。第70頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一二、直接滅火

采用滅火劑或挖出火源等方法把火直接撲滅，稱謂直接滅火法（一）常用滅火劑及其使用方法可用于撲滅火源的物質(zhì)，稱為滅火劑。常用的滅火劑有水、泡沫、干粉、二氧化碳、四氯化碳、鹵代烷、惰氣、砂子和巖粉等。１、水水是不燃液體，是消防上常用的滅火劑之一。使用方法有水射流和水幕兩種形式。

2、泡沫泡沫是一種體積小，表面被液體圍成的氣泡群。泡沫的比重小，且流動性好，可實現(xiàn)遠距離立體滅火，具有持久性和抗燃燒性，導(dǎo)熱性能低，粘著力大。泡沫復(fù)蓋在火源周圍，形成嚴密的復(fù)蓋層，并能保持一定時間，使燃燒區(qū)與空氣隔絕，具有窒息作用；復(fù)蓋層具有防輻射和熱量向外傳導(dǎo)作用；泡沫中的水份蒸發(fā)可以吸熱降溫，起到冷卻作用。泡沫滅火劑可分為化學(xué)泡沫滅火劑和空氣泡沫滅火劑兩類。

第71頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一

1）化學(xué)泡沫滅火劑化學(xué)泡沫滅火劑是由兩種化學(xué)泡沫粉與水混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的水溶液，經(jīng)發(fā)泡機后形成?；瘜W(xué)泡沫滅火劑對撲滅石油和石油產(chǎn)品以及其他油類火災(zāi)十分有效。但不宜用于撲滅醇類、醚類和酮類等水溶液的火災(zāi)以及電器火災(zāi)?；瘜W(xué)泡沫滅火劑的性能好，但成本高。

2）高倍空氣泡沫空氣泡沫可分為普通蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、抗溶性泡沫以及中倍泡沫和高倍泡沫多種。高倍泡沫（發(fā)泡倍數(shù)在500-10000之間）主要用于火源集中、泡沫易堆積場合的火災(zāi)，如井下巷道、采掘工作面、室內(nèi)倉庫和機場設(shè)施等處火災(zāi)。其使用方法是:滅火時自先要在火源上風(fēng)側(cè)的巷道內(nèi)構(gòu)筑密閉墻，發(fā)泡口安裝在密閉墻上，然后發(fā)泡，在巷道內(nèi)形成一個泡沫塞向火源移動，撲滅火源。在盲巷或掘進工作面發(fā)火時，可以利用風(fēng)筒輸送泡沫。第72頁，共86頁，2023年，2月20日，星期一3、干粉干粉滅火劑應(yīng)用范圍較廣。常用的干粉滅火劑有鈉鹽干粉、氨基干粉以及用磷酸鹽為基料的干粉。其中以氨基干粉滅火效果最好，磷酸鹽干粉應(yīng)用最多。干粉滅火的原理是：干粉靠加壓氣體的壓力從噴嘴內(nèi)噴出，形成一股霧狀氣流，射向燃燒物，接觸火焰和高溫后.受熱分解，吸熱并放出不燃氣體（NH3和H2O（g）），可以稀釋火區(qū)范圍內(nèi)的氧濃度；干粉及其熱解產(chǎn)物可抑止碳氫自由基生成，破壞燃燒鏈反應(yīng)；細的粉沫在高溫作用下溶化、膠結(jié)，形成覆蓋層具有良好的“熱帳”作用。干粉滅火劑可以撲滅A、B、C、D類和電氣火災(zāi)，常見的滅火器有：（1）滅火手雷。將干粉滅火劑裝在成型的容器中，其結(jié)構(gòu)如圖9所示。使用時打開護蓋，拉開拉火雷管后，立即拋向火