通風與災(zāi)防之火災(zāi)篇課件

陜西銅川工業(yè)技師學(xué)院安全培訓(xùn)中心礦井通風與災(zāi)害防治之火災(zāi)篇教師：張澤龍電話mail：897185700@引言

礦井具有五大災(zāi)害：水、火、瓦斯、煤塵、頂板。其中礦井通風對其中的瓦斯災(zāi)害，火災(zāi)，煤塵災(zāi)害的防治有著舉足輕重的作用，因此做好礦井的通風管理和設(shè)計工作，對減少井下事故的發(fā)生有著重要的意義礦井通風瓦斯防治火災(zāi)防治煤塵防治引言

2006年11月3日，府谷圪洞溝煤礦停產(chǎn)2天后進行安全培訓(xùn)后，準備恢復(fù)生產(chǎn)，安全員和爆破員入井檢查，發(fā)現(xiàn)巷道內(nèi)起火，兩人出井報告礦方后又返回井下，CO中毒死亡；11月12日，沙溝岔煤礦抽水工和張飛榮下井檢查時被困，次日凌晨2人被發(fā)現(xiàn)死亡。事故案例

2007年3月31日，神木縣廟灣煤礦一副礦長帶領(lǐng)7人下井查看井下水是否抽空，出現(xiàn)CO中毒。事故發(fā)生后，先后有三批8人入井救人，在救援過程中，又有2人不幸遇難，事故共造成4死5傷。

2010年9月10日，府谷縣京府八尺溝煤礦23名工人下井進行采空區(qū)井筒支護，出現(xiàn)CO中毒，2人死亡，4名重癥，17輕微中毒。

2012年9月24日，府谷縣德豐煤礦礦長、通風副礦長以及礦長助理、安檢員等5人擅自打開井下備用工作面回風順槽密閉墻進入未貫通的巷道內(nèi)，因缺氧窒息昏迷。經(jīng)搶救無效全部死亡。

2013年4月14日榆林市上河煤礦，在未采取有效通風、進行氣體檢測等措施的情況下，擅自打開井下密閉墻，造成缺氧窒息事故，盲目施救又造成事故擴大,共造成3人死亡。目錄礦井火災(zāi)基礎(chǔ)1井下滅火與通風的關(guān)系32井下發(fā)火與通風的關(guān)系礦井火災(zāi)的防治4第一部分礦井火災(zāi)基礎(chǔ)第一部分礦井火災(zāi)基礎(chǔ)第一部分礦井火災(zāi)基礎(chǔ)1234下一節(jié)1.井下火災(zāi)分類有哪些？2.井下火災(zāi)的危害？3.煤炭自燃容易發(fā)生嗎？發(fā)火過程短時間能完成的嗎？4.如何判定煤炭自燃？第一部分礦井火災(zāi)基礎(chǔ)根據(jù)不同引火熱源，礦井火災(zāi)可分為外因火災(zāi)和內(nèi)因火災(zāi)。根據(jù)不同發(fā)火地點，礦井火災(zāi)分為井筒火災(zāi)、巷道火災(zāi)、采煤工作面火災(zāi)、煤柱火災(zāi)、采空區(qū)火災(zāi)和硐室火災(zāi)。根據(jù)不同的燃燒物，礦井火災(zāi)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)和煤炭自燃火災(zāi)。礦井火災(zāi)的分類第一部分礦井火災(zāi)基礎(chǔ)內(nèi)因火災(zāi)和外因火災(zāi)的特點外因火災(zāi)的特點：發(fā)生突然，來勢兇猛，往往常出人意料之外，燃燒在表面，如果發(fā)現(xiàn)及時很容易撲滅。內(nèi)因火災(zāi)的特點：往往有一個孕育過程，有預(yù)兆，可早期發(fā)現(xiàn)，但火源隱蔽，很難發(fā)現(xiàn)也難以撲滅。返回第一部分礦井火災(zāi)基礎(chǔ)礦井火災(zāi)的危害1、產(chǎn)生大量有害氣體2、停產(chǎn)4、封閉火區(qū)凍結(jié)大量可采煤量，縮短礦井的壽命5、燒毀設(shè)備和煤炭，經(jīng)濟損失巨大6、引起瓦斯、煤塵爆炸事故7、產(chǎn)生火風壓，破壞通風系統(tǒng)，擴大事故，損失更大。3、污染環(huán)境

井下發(fā)生火災(zāi)后，生成大量有毒有害氣體，特別是一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、煙塵等。這些有毒有害氣體隨風流動，有時可能波及相當大的區(qū)域甚至整個礦井，從而傷及井下工作人員。據(jù)統(tǒng)計，在礦井火災(zāi)事故中遇難者95%以上是死于煙霧中毒。淺部煤田火區(qū)的高溫使地表變成寸草不生的塌陷區(qū)，土地荒漠化；此外，火區(qū)燃燒生成的酸堿化合物對地表水和地下水造成污染。返回第一部分礦井火災(zāi)基礎(chǔ)內(nèi)因火災(zāi)的機理煤自燃發(fā)展過程示意圖煤的氧化自燃過程潛伏期自熱期自燃期具有自燃傾向性的煤層被揭露后，要經(jīng)過一定的時間才會自然發(fā)火。這一時間間隔叫做煤層的自然發(fā)火期，是煤層自燃危險在時間上的量度。自然發(fā)火期愈短的煤層，其自燃危險性愈大。第一部分礦井火災(zāi)基礎(chǔ)煤炭自燃的條件

從煤的氧化自燃過程可以看出，煤炭自燃必須具備以下三個條件：煤炭具有自燃的傾向性，并呈破碎狀態(tài)堆積存在；連續(xù)的通風供氧維持煤的氧化過程不斷地發(fā)展；煤氧化生成的熱量能大量蓄積，難以及時散失。返回第一部分礦井火災(zāi)基礎(chǔ)氣體分析法

利用氣象色譜儀和紅外線氣體分析儀等儀器分析和檢測指標氣體的方法。目前，我國常用的指標氣體有CO,C2H4，C2H2，C3H8，C2H6等，預(yù)報指標有CO和C2H4的絕對量，火災(zāi)系數(shù)，鏈烷比。第一部分礦井火災(zāi)基礎(chǔ)煤炭自然發(fā)火的初期預(yù)兆初期預(yù)兆巷道內(nèi)出現(xiàn)霧氣、水珠有焦油味巷道發(fā)熱氣溫升高人有疲勞感視力感覺：可見霧氣和“掛汗”。氣味感覺：出現(xiàn)煤油、汽油、松節(jié)油或焦油氣味。溫度感覺：災(zāi)區(qū)的煤、巖、氣、水溫明顯升高。疲勞感覺：人體不適。頭痛、悶熱、疲乏、四肢無力等。返回第二部分井下發(fā)火與通風的關(guān)系第二部分井下發(fā)火與通風的關(guān)系第二部分井下發(fā)火與通風的關(guān)系123下一節(jié)1.煤炭自燃火災(zāi)的多發(fā)地點及影響因素2.采空區(qū)漏風與煤炭自燃3.聯(lián)絡(luò)巷煤炭自燃第二部分井下發(fā)火與通風的關(guān)系自燃火源主要分布在有碎煤堆積和漏風同時存在、時間大于自然發(fā)火期的地方。根據(jù)統(tǒng)計分析，礦井自燃火源主要分布在采空區(qū)兩道兩線（進風道、回風道、開采線、停采線）、煤柱、巷道頂煤和斷層附近、巷道冒高處。礦井自燃火災(zāi)多發(fā)地點第二部分井下發(fā)火與通風的關(guān)系(2)采煤工作面的進風巷、回風巷和切眼(3)停采線附近(4)遺留的煤柱(1)斷層附近(5)破裂的煤壁(7)假頂工作面(8)密閉墻內(nèi)、溜煤眼(9)聯(lián)絡(luò)巷(6)煤巷的高冒處(10)浮煤堆積的地方第二部分井下發(fā)火與通風的關(guān)系影響煤自燃發(fā)火期的因素煤自燃傾向性影響煤自燃傾向性條件①煤的變質(zhì)程度②煤的孔隙率和脆性③煤巖成分④煤的水分⑤煤中硫和其他礦物質(zhì)⑥煤中的瓦斯含量煤層賦存條件影響煤層賦存條件的因素①煤層厚度與傾角；②地質(zhì)構(gòu)造；③煤層埋藏深度；④圍巖的性質(zhì)。開拓開采系統(tǒng)礦井通風條件采空區(qū)的管理影響開拓開采系統(tǒng)的因素開拓系統(tǒng)越復(fù)雜、漏風越大，越易自燃；煤體裂隙越多，漏風越大，煤層自燃發(fā)火越頻繁。采空區(qū)隔離越好，煤炭回收率越高、采空區(qū)漏風越少，越不易自燃。礦井通風條件

煤炭氧化生成的熱量及其聚積與風速大小有直接關(guān)系。當漏風大于1.2,m3/min.m2或小于0.06m3/min.m2時不會自燃，最危險風量為0.4—0.8m3/min.m2采空區(qū)的管理全部垮落法頂板管理工作面采空區(qū)，按煤的自燃情況分為三個帶：冷卻帶（不自燃帶），氧化帶（自燃帶），窒息帶（惰化帶）。煤的自燃傾向性隨煤的變質(zhì)程度的增加而降低，褐煤的燃點最低，氣煤、長焰煤次于褐煤，但高于無煙煤，無煙煤的發(fā)火性最低。鏡煤、亮煤的灰分低，易破碎，有利于煤炭自然發(fā)火。因此，含絲煤多的煤，易自燃，含暗煤多的煤，不易自燃。（根據(jù)其巖石結(jié)構(gòu)不同分類，可以分為燭煤、絲炭、暗煤、亮煤和鏡煤。含有95%以上鏡質(zhì)體的為鏡煤，煤表面光亮，結(jié)構(gòu)堅實，含有鏡質(zhì)體和亮質(zhì)體的為亮煤，含粗粒體的為暗煤，含絲質(zhì)體的為絲炭，由許多小孢子形成的微粒體組成的為燭煤。）煤中黃鐵礦（二硫化鐵）的存在，對煤炭自燃有加速作用，煤的硫分越高，越易自燃。水分越低，越易自燃；孔隙率越高，越易自燃；脆性越大，越易自燃；第二部分井下發(fā)火與通風的關(guān)系冷卻帶:位于工作面后方約1～5m處，為人員工作區(qū)域，風速高散熱好，所以不會發(fā)生自燃；氧化帶:由冷卻帶向采空區(qū)內(nèi)延伸約25～60m的空間。風流呈層流流動，浮煤氧化生熱積聚，溫度上升，可導(dǎo)致自燃；冷卻帶氧化帶窒息帶：在60m以遠，冒落巖塊逐漸壓實，漏風基本消失。窒息帶返回第二部分井下發(fā)火與通風的關(guān)系采空區(qū)漏風（1）高溫點靠近窒息帶時，則可降低漏風壓差的方法，減小漏風帶寬度，使窒息帶覆蓋高溫點。其措施有：①在工作面進風或回風中安設(shè)調(diào)節(jié)風窗，或稍稍啟開與工作面并聯(lián)風路中的風門。②在工作面下端設(shè)風障或掛風簾。這種方法對于減少采空區(qū)的瓦斯涌出也是有利的。第二部分井下發(fā)火與通風的關(guān)系在工作面下端掛設(shè)風簾，或者用袋子裝黃土或沙子磊實后，三帶分布如圖。（2）高溫點靠近冷卻帶時，減小風量不能使其被窒息帶覆蓋時，也可采用在工作面下端掛風簾的方法來減小火源所在區(qū)域內(nèi)的漏風，并加快工作面的推進速度，使窒息帶快速覆蓋高溫點。（3）若高溫點位置難判斷時，可在工作面進風或回風中安設(shè)調(diào)節(jié)風窗，或稍稍啟開與工作面并聯(lián)風路中的風門。返回第二部分井下發(fā)火與通風的關(guān)系聯(lián)絡(luò)巷煤炭自燃2條平行巷道，設(shè)立聯(lián)絡(luò)巷，其中：一條為進風，一條為回風2條巷道都為進風巷道30m風門風門漏風線路123TCO傳感器返回第三部分井下滅火與通風的關(guān)系第三部分井下滅火與通風的關(guān)系第三部分井下滅火與通風的關(guān)系123下一節(jié)1.直接滅火風流紊亂2.隔絕滅火易爆炸3.滅火時的風流控制第三部分井下滅火與通風的關(guān)系火火風壓全風壓原因：火風壓小于全風壓，巷道風量減小，火風壓大于全風壓，出現(xiàn)風流逆轉(zhuǎn)判斷：握一把粉塵，然后揚了，觀察飄動方向風流逆轉(zhuǎn)第三部分井下滅火與通風的關(guān)系在火源上風頭，巷道一斷面內(nèi)，既有風流沿著底板以原有的風向向火源流動，同時又有煙流因熱上浮沿著頂板逆風回退，形成在外觀上看來似乎是煙流在回旋、滾動?；馃煖囟仍礁?，流動速度越慢，發(fā)生滾退的機率與范圍越大。火煙滾退，多是主干風流逆退與旁側(cè)風流逆轉(zhuǎn)即將發(fā)生的前兆火煙滾退示意圖第三部分井下滅火與通風的關(guān)系煙流滾退，是一種特殊的風流紊亂現(xiàn)象，其發(fā)生不僅可能破壞支架、巖石和煤層，引起巷道垮塌和片幫，甚至可能對上風側(cè)人員構(gòu)成直接威脅，在我國火災(zāi)中就曾出現(xiàn)多起因煙流滾退致人傷亡的事故。第三部分井下滅火與通風的關(guān)系防止煙流滾退的措施增加排放煙流的速度（減小排煙段的風阻或直接排入總回）增加進風的風速火源上風側(cè)，巷道下半部構(gòu)造擋風墻，引導(dǎo)風流向上流動返回第三部分井下滅火與通風的關(guān)系第245條封閉火區(qū)滅火時，應(yīng)盡量縮小封閉范圍，并必須指定專人檢查瓦斯、氧氣、一氧化碳、煤塵以及其他有害氣體和風向、風量的變化，還必須采取防止瓦斯、煤塵爆炸和人員中毒的安全措施。第276條封閉火區(qū)時，應(yīng)合理確定封閉范圍，必須指定專人檢查甲烷、氧氣、一氧化碳、煤塵以及其他有害氣體濃度和風向、風量的變化，并采取防止瓦斯、煤塵爆炸和人員中毒的安全措施。舊規(guī)程新規(guī)程第三部分井下滅火與通風的關(guān)系

修改原因由“盡量縮小”變?yōu)椤昂侠泶_定”，是吸取了吉林八寶煤礦“3.29、4.1”事故教訓(xùn)，為封閉火區(qū)提出更高要求。合理確定進與回的封閉位置，符合密閉的原則，即“密、小、少、快”四字，即密閉嚴密性好，范圍相對小，密閉數(shù)量少，施工速度快，做到施工安全，撤退迅速，同時保證施工的安全性和封閉的可靠性，才是合理的。第三部分井下滅火與通風的關(guān)系封閉范圍偏大偏小凍結(jié)大量資源影響生產(chǎn)增加漏風量和漏風率積聚瓦斯多爆炸威力大空間大氧氣多滅火慢瓦斯?jié)舛忍岣呖?，氧氣充足，出現(xiàn)人員未撤離而爆炸空氣少滅火快因此，要合理確定封閉范圍由于空間相對較小，瓦斯積聚，濃度提高相對較快，可能出現(xiàn)封閉未完成或剛完成，人員未撤離到安全地點而爆炸，據(jù)統(tǒng)計，（英）1~24h內(nèi)，（美）4~6h內(nèi)，是爆炸幾率最高的時間段。第三部分井下滅火與通風的關(guān)系火區(qū)內(nèi)瓦斯爆炸性變化趨勢分析濃度（%）21161250

t1

t2

t3

t(h)O20～t3，氧氣濃度滿足爆炸條件t1～t2，瓦斯?jié)舛葷M足爆炸條件瓦斯變化曲線氧氣變化曲線第三部分井下滅火與通風的關(guān)系0

t3

t1t2t(h)濃度（%）2116125CH4O20～t3，氧氣濃度滿足爆炸條件t1～t2，瓦斯?jié)舛葷M足爆炸條件瓦斯變化曲線氧氣變化曲線第三部分井下滅火與通風的關(guān)系封閉火區(qū)時結(jié)合注惰氣等措施，不僅有助于滅火，而且有助于避免形成爆炸條件—使氧氣曲線變陡，CH4曲線變緩，兩危險時間段不重疊。

氧氣相對密度1.1，瓦斯相對密度0.55，封閉的火區(qū)漏風氧氣易與火區(qū)大氣混合，較難與火區(qū)內(nèi)瓦斯層混合。應(yīng)注意火區(qū)內(nèi)瓦斯分布的不均勻性，局部積聚瓦斯層，流經(jīng)火源，易發(fā)生爆炸。第三部分井下滅火與通風的關(guān)系封閉位置火源封閉位置錯誤，出現(xiàn)火煙循環(huán)，瓦斯易涌出，易發(fā)生爆炸火火密閉墻所在巷道形成盲巷，影響檢查人員；要求密閉至新鮮風流5到8米盲巷區(qū)第三部分井下滅火與通風的關(guān)系

封閉順序

先進后回

同時封閉

先回后進優(yōu)點：火區(qū)下風側(cè)煙減小，回風側(cè)密閉易構(gòu)筑缺點：出現(xiàn)抽吸瓦斯的現(xiàn)象，加快瓦斯積聚而爆炸。

優(yōu)點：切斷風流迅速，且切斷前風流正常，瓦斯不易積聚。缺點：密閉構(gòu)筑，進易回難，同時密閉存在困難。威脅回風側(cè)密閉作業(yè)人員的生命與安全，不采用。密閉完成，產(chǎn)生煙流滾退。返回第三部分井下滅火與通風的關(guān)系礦井發(fā)火時風流控制的基本要求保護災(zāi)區(qū)和受威脅區(qū)的人員迅速撤離，必要時進行反風控制煙流蔓延，產(chǎn)生再生火源和人員傷亡，防止災(zāi)害擴大控制火源附近瓦斯達到爆炸濃度為自救互救創(chuàng)造條件第三部分井下滅火與通風的關(guān)系火區(qū)或采空區(qū)風流控制增加采空區(qū)或火區(qū)的并聯(lián)風路；或減少火區(qū)的并聯(lián)分支的風阻或風量增加漏風線路上的風阻，在非漏風流經(jīng)的線路上減阻漏風的源和匯位于進回風井附近，要降低主扇負壓降低漏風源的壓能，增加漏風匯的壓能。第三部分井下滅火與通風的關(guān)系密閉墻采空區(qū)總回風回風順槽進風順槽調(diào)節(jié)風窗集運巷并聯(lián)風路減阻漏風路線增阻采空區(qū)煤炭自燃滅火返回第四部分礦井火災(zāi)的防治第四部分礦井火災(zāi)的防治第四部分礦井火災(zāi)的防治123思考41.加強井下漏風的管理2.合理的通風設(shè)計3.開拓開采措施4.外因火災(zāi)的預(yù)防第四部分礦井火災(zāi)的防治加強井下漏風的管理堵漏措施:沿空巷道掛簾布；利用飛灰充填帶隔絕采空區(qū)；利用水砂充填帶隔絕采空區(qū)；噴涂空氣泡沫防止漏風；凝膠堵塞漏風等。調(diào)壓減漏：通過調(diào)節(jié)風機實現(xiàn)增壓、減壓，利用風窗等通風構(gòu)筑物增阻，減阻，減少漏風位置的壓差，減少漏風。返回第四部分礦井火災(zāi)的防治合理通風設(shè)計防治措施采煤工作面盡可能采用U型通風；采區(qū)采用獨立通風；合理的通風構(gòu)筑物的類型和位置；合理的風量和風速要求；完善的標志氣體監(jiān)測系統(tǒng)和火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)；其他返回第四部分礦井火災(zāi)的防治開拓開采技術(shù)防治措施從防止礦井自然發(fā)火的角度出發(fā)，開拓開采技術(shù)總的要求是：①提高回采率，減少丟煤，即減少或消除自燃的物質(zhì)基礎(chǔ)；②限制或阻止空氣流入和滲透至疏松煤體，消除自燃的供氧條件；③將流向可燃物質(zhì)的漏風，在數(shù)量上限制在不燃風量之下，在時間上限制在自然發(fā)火期以內(nèi)。第四部分礦井火災(zāi)的防治為滿足上述要求，通常應(yīng)采取以下技術(shù)措施：（1）合理確定開