第一章 采礦學概述

主

講：周愛桃單

位：河南理工大學安全學院聯(lián)系電話

箱：atzhou@O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020礦山安全技術(shù)本課程主要內(nèi)容:O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020礦井火災防治礦井水災防治礦井粉塵防治礦井頂板災害防治礦井瓦斯防治第一章 礦井火災概況O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020煤礦火災形勢我國煤礦自然發(fā)火非常嚴重,有56%的煤礦存在自然發(fā)火問題,煤礦火災的發(fā)生不僅凍結(jié)資源,還經(jīng)常引發(fā)瓦斯爆炸、煤塵爆炸等一系列重大事故,嚴重威脅著礦工的生命安全,給國家?guī)砹梭@人的資源損失和設(shè)備破壞。據(jù)統(tǒng)計,我國每年因煤炭自燃災害造成的直接和間接損失在50億元以上,己經(jīng)成為制約我國煤炭工業(yè)發(fā)展的重要因素。就河南省的情況而言,煤炭自燃火災安全形勢依然很嚴峻,每年因煤自燃火災造成的損失也是巨大的,尤其是發(fā)生在平頂山煤業(yè)集團八礦、鶴壁煤業(yè)集團四礦、義馬煤業(yè)集團千秋礦等大型礦井,在2004~2006年期間,因采空區(qū)煤自燃而造成工作面多次封閉事故,單次事故的發(fā)生所造成的損失上千萬元,對礦井的經(jīng)濟效益和安全生產(chǎn)造成極大的影響。。第一章 礦井火災概況1概況由于火失去控制后造成蔓延性的燃燒現(xiàn)象,這種燃燒現(xiàn)象稱之為火災。在礦井或煤田范圍內(nèi)發(fā)生,威脅安全生產(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。。O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章礦井火災概況圖1.1 火災三要素1.1火災三要素O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章 礦井火災概況O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020引火源:足以引起燃燒的熱源。如礦井或地面火災的引火源主要有:電氣系統(tǒng)短路熱源或火花、靜電火花、摩擦熱源或火花、人工熱源等。可燃物:燃燒過程中發(fā)生化學反應，維持燃燒過程，并釋放出能量的物質(zhì)。礦山經(jīng)常遇到的可燃物有:膠帶、油料、木材、編織物，炸藥、煤塵、含硫礦物等。助燃劑:燃燒過程中與可燃物發(fā)生化學反應，維持燃燒過程繼續(xù)，但不產(chǎn)生能量的物質(zhì)。礦山常見助燃劑有氧氣和氯氣。。第一章 礦井火災概況O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/20201.2礦井火災發(fā)生有四個基本條件:①具有一定能量的引火源；②可供火災繼續(xù)的可燃物；③可供火災繼續(xù)的助燃劑；④要有一定量的要求,同時在適當?shù)沫h(huán)境或場所條件下。。第一章 礦井火災概況1.3礦井火災分類及特征礦井火災與分類凡是發(fā)生在礦井工業(yè)場地的廠房、倉庫,井架、露天礦場、礦倉、貯礦堆等處的火災,叫地面火災凡是發(fā)生在井下硐室、巷道,井筒、采場、井底車場以及采空區(qū)等地點的火災叫井下火災。地面火災的火焰或由它所產(chǎn)生的火災氣體、煙霧隨同風流進入井下,威脅礦井生產(chǎn)和工人安全的,也叫井下火災地面火災井下火災O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章礦井火災概況1.3礦井火災分類及特征礦井火災與分類?可燃氣體發(fā)生的火災。C類火災不宜直接用水滅火,在撲滅c類火災時,應該特別注意撲滅火災與切斷可燃物供給的途徑,如果在沒有切斷可燃物時就使燃燒終止,是十分危險的。。在可燃金屬中或表面發(fā)生的火災?？刂坪蛽錅?/p>

D類火災必須采用專門的技術(shù)和專用的滅火劑或滅火設(shè)備。B類火災D類火災?在易燃液體表面發(fā)生的火災。如汽油、石油、溶劑與空氣的接觸面燃燒的火災屬于B類火災。B類火災燃燒不完全的煙流具有爆炸性,燃燒后留下殘渣很少。。C類火火?含碳固體可燃物的火災。如木材、紙張、煤炭等一些普通可燃物燃燒發(fā)生的火災都屬于A類火災。

A類火災燃燒不完全的煙流具有爆炸性。該類火災可燃物燃燒后留下的產(chǎn)物是灰或灰渣。A類火災按可燃物的性質(zhì)O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章 礦井火災概況1.3礦井火災分類及特征礦井火災與分類?燃燒處于陰燃狀態(tài)，無明顯火焰的火災。當燃燒地點通風不良.嚴重缺氧時，發(fā)生陰燃?？扇嘉锛磳⑷急M，揮發(fā)物含量很低時，火災也往往處于陰燃狀態(tài)。對于A類陰燃火災，煙流中一氧化碳氣體含量高，煙流具有可爆性或可燃性，對人的危害極大。。?燃燒時有較長火焰的火災。明火災有富氧燃燒和缺氧燃燒兩種狀態(tài)。富氧燃燒狀態(tài)下,可燃物燃燒充分,煙流中一氧化碳等可燃性氣體含量較低。在缺氧燃燒狀態(tài)下,煙流中的一氧化碳等可燃性氣體含量較高,煙流具有可燃性或可爆性。。陰燃火災明火災·按燃燒狀態(tài)分類O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章礦井火災概況1.3礦井火災分類及特征礦井火災與分類?發(fā)生在進風井、進風大巷或采區(qū)進風風路內(nèi)的火災,稱為進風流火災。。下行風流火災下行風流是指沿著傾斜或垂直井巷、回采工作面如進風井、進風下山以及下行通風的工作面)自上而下流動的風流,即風流由標高的高點向低點流動。發(fā)生在這種風流中的火災,稱為下行風流火災。在下行風流中發(fā)生火災時,火風壓的作用方向與礦井主扇風壓的作用方向相反。。進風流火火上行風流是指沿傾斜或垂直井巷、回采工作面自下而上流動的風流,即風流從標高的低點向高點流動。發(fā)生在這種風流中的火災,稱為上行風流火災。當上行風流中發(fā)生火災時；因熱力作用而產(chǎn)生的火風壓,其作用方向與風流方向一致,亦即與礦井主扇風壓作用方向一致。。上行風流火災按發(fā)火地點及對礦井通風的影響O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章礦井火災概況1.3礦井火災分類及特征礦井火災與分類由于煤炭或其它可燃物自身受到某些化學或物理化學作用而發(fā)展起來的火災，稱為內(nèi)因火災或自然發(fā)火。自然發(fā)火發(fā)生的決定性因素是:發(fā)火地點存在易于低溫氧化的粉煤、碎煤或其它可燃物質(zhì)，向它供有足夠的氧氣和它氧化時有蓄熱準備條件。它大都發(fā)生在煤礦井下的采空區(qū)、煤巷冒頂和被壓出現(xiàn)裂隙或破碎的煤柱內(nèi)。但是，由于煤層的地質(zhì)賦存條件、煤炭本身的物理化學特性和采掘因素以及管理因素的不同，各個國家和礦區(qū)內(nèi)因火災所占的比重是完全不一樣的。。某種外在高溫熱源引起可燃物質(zhì)燃燒造成的火災稱為外因火災。煤礦井下使用明火（明火礦燈、電焊、氣焊、火爐、電爐等）、電氣設(shè)備和機械設(shè)備安裝運轉(zhuǎn)不良、沼氣爆炸、火藥爆破等都可能導致這種火災。這種火災發(fā)生都比較突然,發(fā)展也之較快,常常出乎人的意料之外,并無預兆可查。防止這種火災的根本措施,就是避免出現(xiàn)上述種種高溫熱源,嚴格規(guī)章制度和加強管理等。。內(nèi)因火災外因火災根據(jù)發(fā)生的原因O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章礦井火災概況1.3礦井火災分類及特征1）外因火災的特征突然發(fā)生、來勢迅猛,如果不能及時發(fā)現(xiàn)和控制,往往會釀成重大事故。在礦井火災的總數(shù)中,外因火災所占比量雖然較小(4~10％),但不容忽視。據(jù)統(tǒng)計,國內(nèi)外有記載的重大惡性火災事故,90％以上屬于外因火災。外因火災多發(fā)生在井口、井筒、機電硐室、火藥庫以及安裝有機電設(shè)備的巷道或工作面內(nèi)?；馂牡幕鹧嬉话闶窃谌紵锏谋砻?如果及時發(fā)現(xiàn)和撲救,往往還是容易熄滅的。。O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章 礦井火災概況O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/20201.3礦井火災分類及特征2）內(nèi)因火災的特征內(nèi)因火災的發(fā)生,往往伴有一個蘊藏的過程,根據(jù)預兆能夠早期予以發(fā)現(xiàn)。但火源隱蔽,經(jīng)常發(fā)生在人們難以進入的采空區(qū)或煤柱內(nèi),要想準確地找到火源確非易事。因此,難以撲滅,以致火災可以持續(xù)數(shù)月、數(shù)年、甚至數(shù)十年之久。有時燃燒的范圍逐漸蔓延擴大,燒毀大量煤炭,凍結(jié)大量資源。根據(jù)1985年的統(tǒng)計,由于發(fā)火而凍結(jié)的煤量累計近6000萬噸。。第一章礦井火災概況1.3礦井火災分類及特征2）內(nèi)因火災的特征據(jù)統(tǒng)計,在我國統(tǒng)配與重點煤礦中,存在自燃發(fā)火危險的礦井占總礦井數(shù)的46~49％,自然發(fā)火煤層占累計可采煤層數(shù)的60％。據(jù)統(tǒng)計資料,內(nèi)因火災發(fā)生的次數(shù)占礦井火災總次數(shù)94％。因此,內(nèi)因火災理所當然地受到人們的重視,成為研究的重點。。O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020礦井火災概況第一章1.4煤礦火災的危害O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020礦井火災概況第一章1.4煤田火災的危害O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020礦井火災概況第一章1.4煤田火災的危害O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020礦井火災概況第一章1.4煤田火災的危害O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020礦井火災概況第一章1.4煤田火災的危害O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020礦井火災概況第一章1.4煤田火災的危害O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020礦井火災概況第一章1.4煤田火災的危害矸石堆的自燃O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章 礦井火災概況1.5礦井火災的危害我國是一個礦井火災災害嚴重的國家。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168次，其中內(nèi)因火災154次，外因火災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。礦井火災具有的危害性表現(xiàn)為:1）人員傷亡當煤礦井下發(fā)生火災后，煤、坑木等可燃物質(zhì)燃燒，釋放出有害氣體，此外火災誘發(fā)瓦斯爆炸，使事故進一步擴大。。O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章 礦井火災概況1.5礦井火災的危害礦井生產(chǎn)接續(xù)緊張井下火災,尤其是發(fā)生在采空區(qū)或煤柱里的內(nèi)因火災,往往在短時間內(nèi)難以消滅,在這種情況下,一般都采取封閉火區(qū)的處理方法,從而大量煤炭凍結(jié),礦井生產(chǎn)接續(xù)緊張。巨大經(jīng)濟損失某些礦井火災一旦發(fā)生,火勢發(fā)展很迅猛,往往會燒毀大量的采掘運輸設(shè)備和器材,而且白白燒掉大量煤炭資源,甚至使礦井停產(chǎn),這些都可造成巨大經(jīng)濟損失。。O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章 礦井火災概況1.5礦井火災的危害4）嚴重的污染環(huán)境煤層露頭火災由于火源面積大、燃燒深度深、火區(qū)溫度高以及缺乏足夠的資金和先進的滅火技術(shù),使得火災長時間不能熄滅。據(jù)1997年新疆煤田火區(qū)普查結(jié)果,新疆5大火區(qū)的火災面積總計達3794公頃,其中明火面積達826公頃,燒毀3113.37Mt。煤和矸石的長時間燃燒,會釋放出大量的有害氣體,造成大氣中有害氣體嚴重超標,形成大面積的酸雨和溫室效應,煤田火區(qū)高溫使綠洲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火區(qū)附近的地表水和淺層水造成嚴重的污染。。O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020礦井火災概況第一章1.5礦井火災的危害O返回上一頁下一頁2回主目錄2/19/2020第一章 礦井火災概況1.6礦井火災危險狀況及趨勢在世界各采煤國家中,我國是礦井火災發(fā)生比較嚴重的國家之一。據(jù)統(tǒng)計,