1、矿井防灭火技术,矿井火灾基础知识外因火灾及其预防内因火灾及其预防矿山灭火技术火灾事故时的自救与互救,矿井火灾基础知识,1、矿井火灾概念 矿井/煤田火灾：发生在矿井地面/井下或煤田范围内，威胁安全生产、造成一定资源和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故。2、矿井火灾的类型及其特点按引火原因分类内因(自燃)火灾,有些可燃物在一定条件下，自身发生化学或化学物理变化，积聚热量达到燃烧，由此热源形成的火灾。特点:有预兆、地点隐蔽、持续时间长、难以扑灭。外因火灾由外部高温热源引燃可燃物而造成的火灾。特点:无预兆、发生突然、发展速度快、地点广泛。按火灾发生地点分类地面火灾指发生在矿井工业场地内的厂房、仓库、储煤场
2、、,矸石山和坑木场等处的火灾。特点:征兆明显、易于发现、空气供给充分、燃烧完全、烟雾易于扩散、有毒气体产生量较少、易于扑灭等。井下火灾指发生在井下或地面但能波及到井下的火灾。特点:井下火灾一-般是在空气极其有限的情况下发生的，供氧条件也有限，发生发展过程比较缓慢。井下火灾按其发生的地点和对矿井通风的影响大小,以及灭火救灾的难易程度，又分为三类:即上行风流火灾、下行风流火灾和进风流火灾。上行风流火灾：发生在上行风流中的火灾称为上行风流火灾。特点:主干风路风流保持原方向，旁侧支路的风流方向将不稳定，甚至发生风流逆转。下行风流火灾：发生在下行风流中的火灾叫做下行风流火灾。特点:下行风流中发生火灾时，
3、火风压的方向与,矿井主要通风机风压作用方向相反，发生风流逆转的风路与上行风流发生火灾时正好相反，主干风路中风流方向将不稳定,而发生逆转。进风流火灾：发生在进风井、进风大巷或采(盘)区等进风路内的火灾称为进风流火灾。特点:发生在新鲜风流中，氧气供给充分，发展速度较快，不易早期发现。另外，火灾产生的高温烟流和有害气体，随风流流入采掘工作面易造成人员伤亡。,按火灾发生的具体位置分类 井筒火灾、巷道火灾、硐室火灾、煤柱火灾、采/掘工作面火灾和采空区火灾等。按引火性质分类 原生火灾和次生火灾(衍生/再生火灾)。按燃烧物质的不同分类 机电设备(胶带、电缆、变压器、风筒等)火灾、炸药燃烧火灾、油料火灾、坑木
4、火灾、煤炭自燃火灾和瓦斯燃烧火灾等。,3、矿井火灾的危害 矿井火灾作为煤矿五大自然灾害之一常常会造成重大人员伤亡、物资器材损毁、煤炭资源被烧毁或被冻结，甚至引起瓦斯、煤尘爆炸,带来更严重的灾难性后果。井下空间狭小，矿井通风及巷道联通关系复杂，供风量有限，发生火灾时人员避灾会受到井下环境条件的限制。煤矿井下到处都存在大量的易燃物，火灾极易发展蔓延，高温火烟在巷道流经的路程上，,掺入新鲜风流时，将会在掺风地点形成新的火源。产生大量的高温火焰及有害气体，造成人员伤亡。火灾能产生大量有毒有害气体，如CO、CO2等，这些气体随高温火烟一.起流入井下各作业场所，造成人员中毒和窒息。引起瓦斯、煤尘爆炸。矿井
5、火灾不仅提供了瓦斯、煤尘爆炸的热源，而且由于火的干馏作用，使井下可燃物(煤、木材等)放出H2和其它多种碳氢化合物等爆炸性气体。因此,火灾会引起瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大灾情及伤亡。,火灾烧毁设备和煤炭资源。井下发生火灾，因灭火措施不当或拖延时间，往往错失灭火良机，使火势扩大，这样就会烧毁大量的设备、器材和煤炭资源。有时封闭火区也会导致一些设备长期被封闭在火区而损失，造成大量煤炭资源呆滞，影响矿井正常生产。火灾使井下风流逆转，导致灾情扩大。矿井火灾发生后，高温浓烟流经区域的空气发生变化，另一方面造成矿井通风网路风流方向变化，从而使烟气的流动失去控制，造成通风系统紊乱，进一步扩大灾区范围，使更多的
6、井下人员受到火灾烟气的毒害，同时给井下的安全撤退,带来极大的困难和危险，增大了事故损失和灭火救灾的困难。,4、火灾发生的三要素 产生因火灾的三个必要条件是:有可燃物存在、有足够的氧气和足以引起火灾的热源。这也称火灾三要素，缺少任何一个要素，火灾都不能发生，或者正在发生的火灾也会熄灭。,矿井外因火灾及其预防,地面外因火灾的预防规定 生产和在建矿井必须制定井上、下防火措施。木料场、矸石山、炉灰场距离进风井不得小于80m。新建矿井的永久井架、井口房和以井口为中心的联合建筑，必须用不燃性材料建筑。进风井口应装设防火铁门，若不设则必须有防止烟火进入矿井的安全措施。井口房和通风机房附近20m内,不得有烟火
7、或用火炉取暖。暖风道和压入式通风的风硐必须用不燃性材料砌筑，并应至,少装设两道防火门。矿井必须设地面消防水池，并经常保持不少于200m3的水量。井下外因火灾预防的规定 井下必须设消防管路系统，管路系统应每隔100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每隔50m设置支管和阀门。井筒、平硐与各水平的连接处及井底车场，主要绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处，井下机电设备硐室，主要巷道内道带式输送机机头前后两端各20m范围内，都必须用不燃性材料支护。,井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接工作。井下严禁存放汽油、煤油和变压器油。井上、下必须设置消防材料库，并应装备
8、消防车 井下爆炸材料库、机电设备硐室、检修硐室、材料库、井底车场、使用带式输送机或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中，应备有灭火器材，其数量、规格和存放地点，应在灾害预防和处理计划中确定。采用滚筒驱动带式输送机运输时，必须使用阻燃输送带，其托辊的非金属材料零部件和包胶筒的胶料，其阻燃性和抗静电性必须符合有关规定。,采用矿用防爆型油动力装置时,排气口的排气温度不得超过70，其表面温度不得超过150。井下电缆必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。井下爆破不得使用过期或严重变质的爆破材料;严禁用粉煤、块状材料或其他可燃性材料作炮眼封泥;无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破
9、，严禁裸露爆破。箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时，井筒中必须装设自动警灭装置和敷设消防管路。,预防火灾发生有两个方面:一是防止火源产生;二是防止已发生的火灾事故扩大，以尽量减少火灾损失。防止火源产生 防止失控的高温热源产生和存在。按煤矿安全规程及其执行说明要求严格对高温热源、明火和潜在的火源进行管理。尽量不用或少用可燃材料，不得不用时应与潜在热源保持一定的安全距离。防止产生机电火灾。,预防外因火灾的技术措施,防止摩擦引燃（1）防止胶带摩擦起火。胶带输送机应具有可靠的防打滑、防跑偏、超负荷保护和轴承温升控制等综合保护系统;（2）防止摩擦引燃瓦斯。防止高温热源和火花与可燃物相互作用。防
10、止火灾蔓延的措施 限制已发生火灾的扩大和蔓延，是整个防火措施的重要组成部分。措施:在适当的位置建造防火门，防止火灾事故扩大。每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库。,每一矿井必须在地面设置消防水池，在井下设置消防管路系统。主要通风机必须具有反风系统或设备，反风设施并保持其状态良好,矿井内因火灾及其预防,内因火灾，是指煤层本身有自燃性，加之开采技术因素影响导致煤层自燃、着火的现象。自燃发火与自燃发火期 自燃发火:有自燃倾向性的煤层被开采破碎后在常温下与空气接触发生氧化，产生热量使其温度升高，出现发火和冒烟的现象 自燃发火期:从煤层被开采破碎接触空气之日起，至出现自燃现象或温度上升至燃点为止所经历
11、时间。以月或天计 煤层自燃条件,具有自燃倾向的煤被开采后呈破碎堆积状态.有较好的蓄热条件。有适量的通风供氧。上述三条件共存的时间大于煤的自燃发火期。煤炭自燃过程及特点 潜伏(自燃准备)期:以物理吸附，煤温开始升高，无宏观现象。自热阶段 煤氧化反应自动加速 氧化生成热量逐渐积累 温度自动升高,自燃阶段 煤温达到其自燃点后若能得到充分的供氧(风)则发生燃烧，出现明火 熄灭 降到燃点以下，自动熄灭。影响煤炭自然发火的因素 煤炭自燃的内因 煤的变质程度、煤岩成分、煤的含硫量、孔隙特性和破碎程度、煤的瓦斯含量、水分对煤自燃的影响、脱水煤层易自燃,煤炭自燃的外因 煤层地质赋存条件：自燃发火多发生在厚煤层或
12、大倾角煤层开采中。一是难以全部采出，遗留大量浮煤和煤柱;二是采区回采时间长，超过自燃发火期;三是煤层易受压破裂而发生自燃。地质构造复杂区，包括断层、褶曲发育地带、岩浆侵入地带自燃发火频繁。坚硬顶板煤柱最易破碎。坚硬顶板的采空区难以冒落充填严实，冒落后还会形成与相邻采区，甚至与地面连通的裂隙，漏风难以杜绝，为自燃发火提供了条件。开拓开采条件：用石门、岩巷开拓，少切割煤层，少留煤柱，自然发火的危险性就小。厚煤层开采由岩巷进入采区，,便于封闭和打钻注浆，有利于实现预防性防灭火灌浆。采煤方法对防灭火的影响主要在回采率和采面推进速度上。回采率越高越对防灭火有利，采面推进速度越快越对采空区防灭火有利。通风
13、条件：通风因素的影响主要表现在采空区、煤柱和煤壁裂隙有漏风。决定漏风大小的因素有矿井、采区通风系统，采区和工作面的推进方向，开采与控顶方法等。自然发火隐患、自然发火的确定 自然发火隐患的确定：凡井下出现以下情形之一的，即确定为自然发火隐患:采空区或井巷风流中出现一氧化碳，其发生量呈上升,趋势，但未达到自然发火临界指标。风流中出现C02，其发生量呈上升趋势，但尚未达到自然发火临界指标。煤炭、围岩、空气及水的温度升高，并超过正常温度，但尚未达到70。风流中氧浓度降低，且呈下降趋势。自然发火的确定：凡井下出现以下情形之一的，即确定为自然发火:由于煤炭氧化自燃而出现明火、烟雾和煤油味等现象。由于煤炭氧
14、化自燃而导致环境空气、煤炭、围岩及其他介质的温度升高，并超过70,由于煤炭氧化自燃在采空区或风流中出现CO，其浓度已超过自然发火临界指标并呈上升趋势。采空区、高冒顶或巷道中出现乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)。利用人体生理感觉预报自然发火 嗅觉(煤油、汽油、松节油或焦油气味)视觉(雾气、水珠)感/触觉(空气温度高、闷热、烫手)身体不舒适感(头痛、恶心、精神疲乏-C0中毒)内因火灾主要地点 采空区，特别是大量遗煤而又未及时封闭或封闭不严时。,巷道两侧受地压破坏的煤块。巷道中长期堆积的浮煤 巷道发生冒顶后的高冒空洞中 与老窑相连通处矿井内因火灾的预防 开拓开采技术防火措施 要求：提高回采率；限制
15、或阻止空气流入疏松煤体，消除供氧(减少漏风、减小压差)；漏风风速小于自燃风速。主要技术措施 合理地进行巷道布置:尽量岩巷,有利于均压;区段巷道分采分掘;无煤柱开采技术。,选择合理的采煤方法和先进的回采工艺,提高回采率，加快回采进度。选择合理的通风系统。坚持自上而下的开采顺序。合理确定近距离相邻煤层和厚煤层分层同采时两工作面之间的错距，防止上、下之间采空区连通。通风防火技术措施 选择合理的通风系统 合理的通风系统:网络结构简单;通风阻力小;主要通风机与网络匹配;通风设施少，布置合理;压力分布适宜。,通风网络结构合理：主要通风机与风网匹配：对角式通风是大中型开采自燃煤层矿井的首选通风系统;采区和工
16、作面必须分区通风，避免串联、角联。通风设施布置合理：风门、风墙和调节风门时一定要选好位置，一般以减小采空区、火区进回风密闭墙两侧压力差为准。通风压力分布合理：矿井各通风区域之间的通风压力分布基本均衡。防止漏风 及时封闭采空区及废旧巷道：回采结束45日内必须进行永久性封闭；已报废或无用的巷道及时封闭,充填与采空区连通的地面裂隙 堵漏：用可塑性强、难燃、抗静电、耐压和不透气的材料(聚胺脂泡沫塑料)对顶板、密闭墙进行喷涂。降低采煤工作面风量，减少采空区漏风 均压防火 就是降低漏风通道两端的压力差,减少漏风量，防止煤炭自燃，是一种利用通风技术抑制煤炭自燃的防火技术。实质:利用风窗、风机、调压气室和连通
17、管等调压设施，改变漏风区域的压力分布，降低漏风压差，减少漏风，从而达到抑制遗煤自燃、惰化火区，或熄灭火源的目的。,根据使用条件的不同，均压技术可分为开区均压和闭区均压。闭区均压：对已封闭但有可能发生煤炭自燃的区域采取均压措施，减少封闭区漏风量，以达到防火目的。方法：调节风门均压；调节风门均压与局部通风机均压；连通管均压。开区均压：对采煤工作面采取均压,降低其进、回风端的压力差，减少采空区的漏风，缩小自燃带的范围，使之尽快处于窒息带。方法：调节风门均压；调节风门与风机联合均压；风筒与风机联合均压,其它防治方法：预防性灌浆:进行降温和隔氧 阻化剂防火:向采空区遗煤、氧化煤壁喷洒阻化剂和打孔注入阻化
18、液。胶体泥浆防火技术:用黄泥或粉煤灰堵塞煤体孔，阻止氧化，固定水分，降低煤体温度。惰性气体灭火:利用惰性气体的窒息作用抑制自燃。,矿山灭火技术,直接灭火 隔绝灭火 火区的启封,直接灭火 采用灭火剂或挖出火源等方法把火直接扑灭,称为直接灭火法。常用灭火剂及其使用方法 可用于扑灭火源的物质，称为灭火剂。常用的灭火剂有:水、泡沫、干粉、二氧化碳、四氯化碳、卤代烷、惰气、砂子和岩粉等。,水：水是不燃液体，是消防上常用的灭火剂之一。使用方法有水射流和水幕两种形式。泡沫：泡沫是一种体积小，表面被液体围成的气泡群。泡沫的比重小，且流动性好，可实现远距离立体灭火，具有持久性和抗燃烧性，导热性能低，粘着力大。泡
19、沫覆盖在火源周围,形成严密的复盖层，并能保持一定时间,使燃烧区与空气隔绝,具有窒息作用;复,盖层具有防辐射和热量向外传导作用;泡沫中的水份蒸发可以吸热降温，起到冷却作用。泡沫灭火剂可分为化学灭火剂和空气泡沫灭火剂两类。干粉：干粉灭火剂是目前公认的灭火效力较高的一种新型的化学灭火剂，应用范围比较广泛。干粉灭火的原理：干粉靠加压气体的压力从喷咀内喷出，形成一股雾状气流，射向,燃烧物，接触火焰和高温后，受热分解，吸热并放出不燃气体，可以稀释火区范围内的氧浓度;干粉及其热解产物可抑止碳氢自由基生成，破坏燃烧链反应;细的粉沫在高温作用下溶化、胶结，形成复盖层具有良好的“热帐”作用。卤代烃灭火剂：常用的卤
20、代烃灭火剂是用氟、氯、溴取代甲烷和乙烷中的氢而成，因此也叫卤代烷灭火剂。,灭火原理：在氮气的压力作用下，灭火剂立即成雾状喷出,形成比重大、扩散慢的气体，能在较长时间内滞留在火区内。其作用是降低火区氧浓度之外，中断链反应，阻止燃烧，并兼有一定窒息和冷却作用。砂子和岩粉：砂子和岩粉在煤矿广泛应用于扑灭电气火灾。消除可燃物 直接灭火除了向火源喷射灭火剂以外，,在有些条件下还可以清除可燃物，消除燃烧的物质基础。煤矿常用的是挖除火源。用凝胶处理高温点和自燃火源 由基料(硅酸盐(水玻璃)+促凝剂(碳酸氢氨等盐类)+水(90%左右)组成。灭火原理：凝胶基料和促凝剂都具有阻化作用，加之含有大量水份,在一定的压
21、力下，注入到高温点周围的煤体中。在成胶前凝胶易于流动，能够渗透到煤体碎裂的内部。,既可起到阻止氧化作用，又可封堵漏风(裂隙)通道，防止漏风渗入;其内固聚的大量水份，遇高温受热蒸发，还可以起到吸热降温作用。灌浆灭火 灌浆灭火的方法因火源位置而 异。常用的方法(三种)井下巷道(钻窝)打钻灌浆；在火区密闭墙.上插管灌浆；地面钻孔注浆。,既可起到阻止氧化作用，又可封堵漏风(裂隙)通道，防止漏风渗入;其内固聚的大量水份，遇高温受热蒸发，还可以起到吸热降温作用。灌浆灭火 灌浆灭火的方法因火源位置而 异。常用的方法(三种)井下巷道(钻窝)打钻灌浆；在火区密闭墙.上插管灌浆；地面钻孔注浆。,隔绝灭火 当火源不
22、能直接将火扑灭时，为了迅速控制火势，使其熄灭，可在通往火源的所有巷道内砌筑密闭墙，使火源与空气隔绝。密闭墙的结构和种类 分为:临时密闭、永久密闭和防爆密闭三种。临时密闭墙：其作用是暂时切断风流，控制火势发展。为砌筑永久密闭墙或直接灭火创造条件。,永久密闭墙：较长时间地(至火源熄灭为止)阻断风流，使火区因缺氧而熄灭。其要求是具有较高的气密性、坚固性和不燃性,同时又要求便于砌筑和启开。防爆密闭墙：在有瓦斯爆炸危险时，需要构筑防爆密闭，以防止封闭火区时发生瓦斯爆炸。防爆密闭墙一般是用砂袋堆砌而成。密闭墙的位置选择 密闭墙的位置选择合理与否不仅影响灭,火效果，而且决定施工安全性。封闭火区的原则是:密、
23、小、少、快四字。密是指密闭墙要严密，尽量少漏风;小是指封闭范围要尽量小;少是指密闭墙的道数要少;快是指封闭墙的施工速度要快。封闭火区的顺序 多风路火区的封闭顺序：在多风路火区修筑防火墙时，应视火区范围、火势大小和,瓦斯涌出量大小等情况来决定封闭火区的顺序。在一般条件下，应先封闭对火区影响不大的次要风路的巷道，然后封闭火区的主要进回风路的巷道。火区进回风侧的封闭顺序：火区进回风侧的封闭顺序非常重要，它不仅影响控制火势的速度，还严重地威胁着灭火人员的生命安全。一般有以下三种顺序:先封闭进风侧，,后封闭回风侧。它可以迅速减少火区的供氧使火势减弱，为封闭回风侧创造条件；先封闭回风侧，后封闭进风侧。在火
24、势不大、温度不高、无瓦斯存在等情况下，为了迅速截断火焰蔓延而常采用；进回风侧同时封闭，它封闭火区时间短，能在较短时间内切断对火区供氧，同时由于瓦斯积聚时间短，很难达到爆炸浓度界限，常在灭火中采用。,回同时。封闭火区的方法 锁风封闭火区：从火区的进回风侧同时密闭，封闭火区时不保持通风。这种方法适用于氧浓度低于瓦斯爆炸界线(O212%)的火区。通风封闭火区：在保持火区通风的条件下，同时构筑进回风两侧的密闭。注惰封闭火区：第二、三种方法，即封闭,火区时保持通风的方法在国内外被认为是最安全和最正确的方法,应用较广泛。火区的启封 火区内的空气温度下降到30以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。火区
25、内空气中的氧气浓度降到5.0%以下 火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0.001%以下。,火区的出水温度低于25，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。上述4项指标持续稳定的时间在1个月以上。,火灾事故时的自救与互救,要尽可能迅速了解和判明事故的地点、范围和事故区域的巷道情况、通风系统、风流及火灾烟气蔓延的速度、方向以及与自己所处巷道位置之间的关系，并根据矿井灾害预防和处理计划及现场的实际情况，确定撤退路线和避灾自救方法。位于火源进风侧的人员，应迎着新鲜空气撤退。位于火源回风侧的人员或在撤退途,中遇到烟气有中毒危险时，应迅速戴好自救器，尽快通过捷径进入新鲜
26、空气中或在烟气没有到达之前顺着风流尽快从回风出口撤到安全地点；如果距火源较近且越过火源没有危险时，也可迅速穿过火区撤到火源的进风侧。撤退行动既要迅速果断，又要快而不乱，不能狂奔乱跑。撤退中应靠巷道有联通出口的一-侧行进，避免错过脱离危险区的机会，,同时还要随时注意观察巷道和风流的变化情况，谨防火风压可能造成的风流逆转。在烟雾大、视线不清的情况下，应摸着巷道壁前进，以免错过联通出口。有压风管、水管的巷道，要注意利用这些管线的引领作用。在有烟雾的巷道里撤退时，在烟雾不严重的情况下，即使为了加快速度也不应直立奔跑，而应尽量躬身弯腰，低着头快速前进;,如遇烟雾大、视线不清或温度高的情况时，则应尽量贴着巷道底板和巷壁，摸着轨道或管道等物爬行撤退。在高温浓烟的巷道撤退时，应利用巷道内的水浸湿毛巾、衣物，或向身上淋水进行降温，或利用随身物件等遮挡头面部，以防高温烟气的刺激。还应避开通风条件差、瓦斯浓度高、可能会爆炸的巷道。如果在自救器有效作用时间内不能安全,撤出时，应在设有储存备用自救器的硐室换用自救器后再行撤退，或者撤到避难硐室待救。如果无论是逆风还是顺风撤退，都无法躲避着火巷道或火灾烟气可能造成的危害，则应迅速进入避难硐室;没有避难硐室时应在烟气袭来之前，选择合适的地点就地利用现场条件，快速构筑临时避难硐室，进行避灾自救。,谢谢大家,
