2第二章 礦井火災(zāi)防治修改

1、第二章第二章 礦井火災(zāi)防治礦井火災(zāi)防治目目 錄錄 第一節(jié)第一節(jié) 基本概念和理論概述基本概念和理論概述 第二節(jié)第二節(jié) 開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火 第三節(jié)第三節(jié) 通風(fēng)措施防治自燃發(fā)火通風(fēng)措施防治自燃發(fā)火 第四節(jié)第四節(jié) 介質(zhì)法防滅自燃發(fā)火介質(zhì)法防滅自燃發(fā)火 第五節(jié)第五節(jié) 礦井火災(zāi)處理礦井火災(zāi)處理 復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 題題 問問 題題 思思 考考第一節(jié)第一節(jié) 基本概念和理論概述基本概念和理論概述主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容 一、一、礦井火災(zāi)發(fā)生的基本要素礦井火災(zāi)發(fā)生的基本要素 二、礦并火災(zāi)的分類二、礦并火災(zāi)的分類 三、煤炭自燃發(fā)火三、煤炭自燃發(fā)火 四、礦井火災(zāi)的危害四、礦井火災(zāi)的危害 五、火風(fēng)壓五、火

2、風(fēng)壓 六、礦井火災(zāi)防治的技術(shù)途徑六、礦井火災(zāi)防治的技術(shù)途徑一、礦井火災(zāi)發(fā)生的基本要素一、礦井火災(zāi)發(fā)生的基本要素（1）熱源。（2）可燃物。（3）空氣。 火災(zāi)的3個要素必須同時存在，且達(dá)到一定的數(shù)量，才能引起礦井火災(zāi)，缺少任何一個要素，礦井火災(zāi)就不可能發(fā)生。 二、礦并火災(zāi)的分類二、礦并火災(zāi)的分類 （1）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)。（2）根據(jù)不同發(fā)火地點(diǎn)，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)。（3）根據(jù)不同燃燒物，礦井火災(zāi)可分為機(jī)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)。三、煤炭自燃發(fā)火三、煤炭自燃發(fā)火

3、 1. 煤的氧化自燃過程 其過程如圖圖2-1-1所示。（1）潛伏期。（2）自熱期。（3）自燃。在礦井防滅火規(guī)范中規(guī)定出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一，即為自燃發(fā)火。圖2-1-1 煤自燃發(fā)展過程示意圖 煤因自燃出現(xiàn)明火、火炭或煙霧等現(xiàn)象； 由于煤炭自熱而使煤體、圍巖或空氣溫度升高至70 以上； 由于煤炭自熱而分解出CO、C2H4或其它指標(biāo)氣體，在空氣中的濃度超過預(yù)報(bào)指標(biāo)，并呈逐漸上升趨勢。 2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： (1）煤炭具有自燃的傾向性，并呈破碎狀態(tài)堆積存在；(2）連續(xù)的通風(fēng)供氧維持煤的氧化過程不斷地發(fā)展；(3）煤氧化生成的熱量能大量蓄積，難以及時散失。

4、3煤的自燃發(fā)火期 煤炭自燃發(fā)火是一漸變過程，要經(jīng)過潛伏期、自熱期和燃燒期三個階段，因此，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燃發(fā)火。這一時間間隔叫做煤層的自燃發(fā)火期，是煤層自燃危險(xiǎn)在時間上的量度。自燃發(fā)火期愈短的煤層，其自燃危險(xiǎn)性愈大。 4影響煤炭自燃發(fā)火的因素 煤炭自燃發(fā)火是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，影響煤炭自燃發(fā)火的因素較多，概括起來主要有如下幾個方面：（1）煤的自燃傾向性煤的自燃傾向性主要取決于以下幾個方面：煤的變質(zhì)程度。煤的孔隙率和脆性。煤巖成分。煤的水分。煤中硫和其他礦物質(zhì)。煤中的瓦斯含量。（2）煤層的賦存地質(zhì)條件 煤層越厚與傾角。地質(zhì)構(gòu)造。 煤層埋藏深度。 圍巖的性質(zhì)

5、。（3）開拓系統(tǒng)（4）采煤方法（5）漏風(fēng)條件（如圖2-1-2）圖2-1-2 采空區(qū)散熱、自燃、窒息三帶分布示意圖 四、礦井火災(zāi)的危害四、礦井火災(zāi)的危害 礦井火災(zāi)的發(fā)生具有嚴(yán)重的危害性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）人員傷亡。（2）礦井生產(chǎn)接續(xù)緊張。（3）巨大的經(jīng)濟(jì)損失。（4）污染環(huán)境 五、火風(fēng)壓五、火風(fēng)壓 圖2-1-31、火風(fēng)壓的計(jì)算方法 如圖2-1-3 所示。2、火風(fēng)壓的特性（l）火風(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(jī)；（3）火風(fēng)壓的作用方向總是向上。3、風(fēng)流的紊亂形式（1）旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。如圖2-1-4所示。（

6、2）主干風(fēng)路煙流逆退。 如圖2-1-5所示。圖2-1-4 旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn) 圖2-1-5 主干風(fēng)路煙流逆退（3）火煙滾退。如圖2-1-6所示。圖2-1-6 火煙滾退示意圖 六、礦井火災(zāi)防治的技術(shù)途徑六、礦井火災(zāi)防治的技術(shù)途徑（一）外因火災(zāi)防治的技術(shù)途徑 外因火災(zāi)是由外部火源引起的火災(zāi)。 預(yù)防外因火災(zāi)發(fā)生的技術(shù)途徑有兩個方面：一是防止火災(zāi)產(chǎn)生；二是防止已發(fā)生的火災(zāi)事故擴(kuò)大，以盡量減少火災(zāi)損失。1預(yù)防外因火災(zāi)產(chǎn)生的措施(1)防止失控的高溫?zé)嵩串a(chǎn)生和存在。(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(jī)電火災(zāi)。(4)防止摩擦引燃： 防止膠帶摩擦起火。膠帶輸送機(jī)

7、應(yīng)具有可靠的防打滑、防跑偏、超負(fù)荷保護(hù)和軸承溫升控制等綜合保護(hù)系統(tǒng)； 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。 2預(yù)防外因火災(zāi)蔓延的措施其措施有：在適當(dāng)?shù)奈恢媒ㄔ旆阑痖T，防止火災(zāi)事故擴(kuò)大。每個礦井地面和井下都必須設(shè)立消防材料庫。 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)。主要通風(fēng)機(jī)必須具有反風(fēng)系統(tǒng)或設(shè)備，并保持其狀態(tài)良好。（二）自燃發(fā)火防治的技術(shù)途徑 第二節(jié)第二節(jié) 開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容 一、一、井下易于自燃的區(qū)域井下易于自燃的區(qū)域 二、二、開拓開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火的措施開拓開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火的措施 一、井下易于自燃的

8、區(qū)域一、井下易于自燃的區(qū)域(1)采空區(qū)。(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)預(yù)防自燃發(fā)火的措施二、開拓開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火的措施 從防止礦井自燃發(fā)火的角度出發(fā)，開拓開采技術(shù)總的要求是：提高回采率，減少丟煤，即減少或消除自燃的物質(zhì)基礎(chǔ)。限制或阻止空氣流入和滲透至疏松的煤體，消除自燃的供氧條件。使流向可燃物質(zhì)的漏風(fēng)，在數(shù)量上限制在不燃風(fēng)量之下，在時間上限制在自燃發(fā)火期以內(nèi)。為滿足上述要求，通常應(yīng)采取以下技術(shù)措施：圖2-2-1 上下區(qū)段分采同掘l工作面運(yùn)輸巷； 3 聯(lián)絡(luò)巷2 下區(qū)段工作面回風(fēng)巷；1、合理確定開拓方式（1）盡可能采用巖石巷道。（2）分層巷道垂直重疊布置

9、。（3）分采分掘布置區(qū)段巷道。見圖2-2-1 、圖2-2-2。 圖2-2-2 上下區(qū)段分采分掘1工作面運(yùn)輸巷掘進(jìn)頭；2下區(qū)段工作面回風(fēng)巷掘進(jìn)頭（4）推廣無煤柱開采技術(shù)。 在確定開拓方式和采取巷道布置時，還要考慮通有利于通風(fēng)系統(tǒng)防火及均壓放滅火等有關(guān)通風(fēng)系統(tǒng)管理的要求。2、選擇合理的采煤方法（1）長壁式采煤方法的巷道布置簡單，采出率高，有較大的防火安全性，特別是綜合機(jī)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，對于防止自燃發(fā)火非常有利。（2）在合理的采煤方法中也應(yīng)包括合理的頂板管理方法。（3）選擇先進(jìn)的回采工藝和合理的工藝參數(shù)，以便盡可能提高回采率

10、，加快回采進(jìn)度。（4）合理確定近距離相鄰煤層（下煤層頂板冒落高度大于層間距）和厚煤層分層同采時兩工作面之間的錯距，防止上、下采空區(qū)之間連通。（5）選擇合理的開采順序 第三節(jié)第三節(jié) 通風(fēng)措施防治自燃發(fā)火通風(fēng)措施防治自燃發(fā)火主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容 一、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)一、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng) 二、增阻減少漏風(fēng)防滅火二、增阻減少漏風(fēng)防滅火 三、均壓減少漏風(fēng)防滅火三、均壓減少漏風(fēng)防滅火一、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)一、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)1）選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)。（見圖2-3-1 ）圖2-3-1 通風(fēng)的系統(tǒng)選擇(a) 前進(jìn)式；(b) 后退式（2）實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。（3）選擇合理的采區(qū)和工作面通風(fēng)系統(tǒng)。如采空區(qū)漏風(fēng)較為

11、嚴(yán)重工作面，工作面較短時可采用后退式U型通風(fēng)系統(tǒng)（圖2-3-2），工作面較長時可采用后退式W型通風(fēng)系統(tǒng)（圖2-3-3）。 圖2-3-2 U型通風(fēng)系統(tǒng) 圖2-3-3 W型通風(fēng)系統(tǒng) 二、增阻減少漏風(fēng)防滅火二、增阻減少漏風(fēng)防滅火 圖2-3-4 1、合理確定通風(fēng)構(gòu)筑物的位置例如，圖2-3-4的巷道AB間煤柱內(nèi)有裂隙ced，構(gòu)成漏風(fēng)通路。2、堵漏措施（1）沿空巷道掛簾布。（2）利用飛灰充填帶隔絕有空區(qū)。（3）利用水砂充填帶隔絕采空區(qū)。（4）噴涂空氣泡沫防止漏風(fēng)。（5）凝膠堵塞漏風(fēng)。（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(diǎn)風(fēng)流壓能增加，B 點(diǎn)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

12、和該分支在網(wǎng)路中所處的地位；（2）因風(fēng)量減小，風(fēng)窗前后風(fēng)路上的壓力坡度線變緩。 圖2-3-5 調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓的原理 （一）不同調(diào)壓設(shè)施局部調(diào)壓的原理1、調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓的原理如圖2-3-5 (a)所示，對比兩者可見：三、均壓減少漏風(fēng)防滅火三、均壓減少漏風(fēng)防滅火2、風(fēng)機(jī)調(diào)壓的原理圖2-3-6 風(fēng)機(jī)調(diào)壓的原理 3、風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)壓的原理（1）風(fēng)窗風(fēng)機(jī)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。為此，風(fēng)機(jī)安裝在風(fēng)窗的上風(fēng)側(cè)。圖2-3-7 (a)、（b）分別表示風(fēng)量不變和風(fēng)量減少時壓力分布變化特點(diǎn)。（2）風(fēng)窗風(fēng)機(jī)聯(lián)合降壓調(diào)節(jié)。做降壓調(diào)節(jié)時，風(fēng)窗安裝在上風(fēng)側(cè)，風(fēng)機(jī)安裝在下風(fēng)側(cè)。調(diào)壓前后

13、壓能變化規(guī)律可根據(jù)上圖分析做類似分析。 圖2-3-7 風(fēng)窗一風(fēng)機(jī)聯(lián)合增壓調(diào)節(jié)(二)均壓防滅火的方法1、開區(qū)均壓1）并聯(lián)漏風(fēng)的開區(qū)均壓 如圖2-3-8。 圖2-3-8 采空區(qū)并聯(lián)漏風(fēng) （1）當(dāng)自燃高溫火點(diǎn)處于如圖2-1-2所示的自燃帶中后部（靠近窒息帶）時，則可用降低漏風(fēng)壓差（工作面通風(fēng)阻力）的方法，減小漏風(fēng)帶寬度，使窒息帶覆蓋高溫點(diǎn)。其措施有： 在工作面進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，或稍稍啟開與工作面并聯(lián)風(fēng)路中的風(fēng)門d 。 在工作面下端設(shè)風(fēng)障或掛風(fēng)簾（如圖2-3-9）。這種方法對于減少采空區(qū)的瓦斯涌出也是有利的。 圖2-3-9 工作面下端掛設(shè)風(fēng)簾后三帶分布（2）高溫點(diǎn)位于自燃帶的前部（靠近散熱帶附

14、近）時，采用減小風(fēng)量的方法不能使其被窒息帶覆蓋時，一般也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(jìn)速度，使窒息帶快速覆蓋高溫點(diǎn)。 （3）如果高溫點(diǎn)位置不好判斷時，可以在工作面進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，或稍稍啟開與工作面并聯(lián)風(fēng)路中的風(fēng)門。 2）角聯(lián)漏風(fēng)的調(diào)壓 采空區(qū)內(nèi)除存在并聯(lián)漏風(fēng)外，還有部分漏風(fēng)與其他風(fēng)巷或工作面發(fā)生聯(lián)系，這種漏風(fēng)叫角聯(lián)漏風(fēng)。如圖2-3-10（a）所示。圖2-3-10 采空區(qū)角聯(lián)漏風(fēng)3）復(fù)雜漏風(fēng)圖2-3-10 采空區(qū)復(fù)雜漏風(fēng) 圖2-3-10為從不明區(qū)域漏入, 消除這類漏風(fēng)，抑制采空區(qū)遺煤自燃，通常的做法是在回風(fēng)巷安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門，提高工作面空氣的

15、絕對壓力，為了不減少工作面的供風(fēng)量，可在工作面進(jìn)風(fēng)巷安設(shè)風(fēng)機(jī)。 圖2-3-11 調(diào)壓風(fēng)窗對火區(qū)影響示意圖 2、閉區(qū)均壓1）風(fēng)門、風(fēng)窗調(diào)節(jié)法 如圖2-3-11 ，在并聯(lián)網(wǎng)路中一個分支有火區(qū)存在，可以在如圖2-3-11a 所示的1-2 分支上或如圖2-3-11b 所示的3-4 分支上安設(shè)調(diào)壓風(fēng)窗來減少火區(qū)兩側(cè)的壓差。2）風(fēng)筒風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法 如圖2-3-12所示圖2-3-12 風(fēng)筒風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法示意圖3）調(diào)壓氣室均壓（1）連通管調(diào)壓氣室。（圖2-3-13示）圖2-3-13 連通管調(diào)壓氣室示意圖1 一調(diào)壓管；2 一輔助密閉；3 一密閉；4 一壓差計(jì)（2）風(fēng)機(jī)調(diào)壓氣室。（圖2-3-14）圖2-3-14 風(fēng)機(jī)調(diào)壓

16、氣室示意圖1 一風(fēng)機(jī)；2 一氣室密閉；3 一永久密閉；4 一壓差計(jì) 第四節(jié)第四節(jié) 介質(zhì)法防滅自燃發(fā)火介質(zhì)法防滅自燃發(fā)火主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容 一、一、 灌漿防滅火灌漿防滅火 二、二、 凝膠防滅火凝膠防滅火 三、三、 阻化劑防滅火阻化劑防滅火 四、四、 惰氣防滅火惰氣防滅火 五、五、 泡沫防滅火泡沫防滅火一、灌漿防滅火一、灌漿防滅火 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，配制成一定濃度的漿液，借助輸漿管路注入或噴灑在采空區(qū)里，達(dá)到防火和滅火的目的。（一）灌漿防滅火的機(jī)理（1）泥漿中的沉淀物將碎煤包裹起來，隔絕或減小煤與空氣的接觸和反應(yīng)面；（2）漿水浸潤煤體，增加煤的外在水

17、分，吸熱冷卻煤巖，減緩其氧化進(jìn)程；（3）沉淀物充填于浮煤和冒落的巖石縫隙之間，堵塞漏風(fēng)通道，減少漏風(fēng)。 灌漿防火的實(shí)質(zhì)是，抑制煤在低溫時的氧化速度，延長自燃發(fā)火期。 （二）灌漿系統(tǒng) 灌漿系統(tǒng)由制漿設(shè)備、輸漿管道和灌漿鉆孔三部分組成。1漿液的制備（1）漿材的選取。漿材必須滿足下述基本要求：(1)不含或少含可燃和自燃物質(zhì)；(2)不含催化物質(zhì)；(3)粒度一般不大于2 mm ，而且細(xì)小顆粒應(yīng)占大部分。粒度小于1 mm 的細(xì)小顆粒所占比例要達(dá)到75；(4)易于加水制成泥漿，易于脫水，同時還具有一定的穩(wěn)定性；(6)收縮量盡可能小，含砂量也不超過30。（2）漿液的制備工藝。泥漿的制備由攪拌機(jī)完成，按攪拌機(jī)的

18、運(yùn)動方式可分為固定式和行走式兩種。2漿液的輸送（1）輸漿壓力與輸漿倍線。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(jìn)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。 靜壓輸送時： HLN 加壓輸送時： hHLN（2-4-1） （2-4-2） 式中 L漿液自地面管路的入口至灌漿區(qū)管路的出口管線總長度，m ； H漿液入出口之間的高差，m ； h泥漿泵的壓力，m 。 倍線一般控制在38 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(jìn)行增阻。 （2）灌漿管道

19、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），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，而且消耗的能量又最小。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dc，兩者的關(guān)系為： cmccmCVQddQV301360042或（2-4-3） （3）灌漿鉆孔（三）灌漿防火方法 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(jìn)行灌漿。2、隨采隨灌（1）鉆孔灌漿。如圖2-4-2所示圖2-4-2 鉆孔灌漿示意圖1底板消火道； 2回風(fēng)道；3鉆孔； 4工作面進(jìn)風(fēng)

20、巷（2）小巷鉆孔灌漿。如圖2-4-3所示。 圖2-4-3 小巷道鉆孔灌漿示意圖1底板消火道；2鉆窩巷道；3鉆孔；4回風(fēng)道； 5工作面進(jìn)風(fēng)巷（3）埋管灌漿。是在放頂前沿回風(fēng)巷道在采空區(qū)預(yù)先鋪好灌漿管，放頂后立即進(jìn)行灌漿。隨著工作面的推進(jìn)，按放頂步距用回柱絞車逐漸向外牽引灌漿管，牽引一定距離灌一次漿。（4）灑漿。是從灌漿管接出一段膠管，沿工作面方向向采空區(qū)均勻地灑漿。(5)綜采工作面插管灌漿。（見圖2-4-4） ，圖2-4-4 綜放面插管灌漿（2）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。（3）設(shè)置濾漿密閉。在灌漿區(qū)下部巷道中必須用濾漿密閉將灌漿區(qū)和工作區(qū)隔開，而且要求濾漿密閉有一定

21、的強(qiáng)度，防止崩漿事故發(fā)生。（4）防止地表水流入井下。在煤層淺部灌漿時，要及時填塞地表塌陷坑及鉆孔，防止地表水流入井下。（5）灌漿區(qū)下部采掘。在灌漿區(qū)下部進(jìn)行采掘前，必須對灌漿區(qū)進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有積水，必須打鉆放水后，才能進(jìn)行采掘工作。3、 采后灌漿 （四）預(yù)防性灌漿注意事項(xiàng) 有的礦井在灌漿區(qū)采掘時曾發(fā)生過潰漿事故，造成嚴(yán)重?fù)p失。為了防止這類事故發(fā)生，灌漿時應(yīng)注意下列事項(xiàng)：（1） 經(jīng)常觀察水情。二、凝膠防滅火二、凝膠防滅火 凝膠防滅火技術(shù)是20 世紀(jì)90 年代在我國廣泛應(yīng)用的新型防滅火技術(shù)。多用于井下局部煤體高溫或發(fā)火的防滅火處理，由于其工藝簡單，操作方便，防滅火效果較好，在有自燃危險(xiǎn)煤層的礦

22、區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。(1）吸熱降溫作用。 (2)堵漏風(fēng)作用。 (3）保水作用凝膠的含水量大于90%，硅酸所形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能有效地阻止水的流失。在井下潮濕封閉條件下，凝膠一個月的體積收縮率小于20% ，一定時期內(nèi)能有效地起著堵漏風(fēng)作用。(4）阻化作用凝膠無論其原料還是最終產(chǎn)物都對煤體具有阻化作用，尤其是成膠后能覆蓋于煤體表面，阻止其氧化。(5）成膠材料來源廣泛，成本低廉，壓注工藝簡單，操作方便。 1雙箱雙泵工藝 如圖2-4-5所示。圖2-4-5 凝膠防滅火雙箱雙泵工藝原理示意圖2雙箱單泵工藝 其工藝流程如圖圖2-4-6所示。圖2-4-6 凝膠防滅火雙箱單泵工藝原理示意圖 凝膠注漿設(shè)備目前已經(jīng)有

23、系列產(chǎn)品出現(xiàn)，如圖2-4-7所示圖2-4-7 井下輕便型移動式注膠工藝流程 （三）凝膠配方存在的問題和改進(jìn) 1. 方存在的問題 凝膠防滅火技術(shù)已在我國煤礦得到廣泛應(yīng)用，但在實(shí)踐中也暴露出諸多問題：(1）膠形成過程中釋放出氨氣，污染井下空氣，危害工人健康。(2）膠的強(qiáng)度較低，而且呈剛性，一旦被破壞就不能恢復(fù)，因此在壓注完成后，遇礦壓會壓裂，影響堵漏風(fēng)效果。(3）凝膠成本一般都在60元m3 以上，高于黃泥灌漿、水砂充填等的成本，不適合大面積充填防滅火使用。 2. 改進(jìn)型配方 針對傳統(tǒng)凝膠存在的諸如膠形成過程中釋放出氨氣、膠的強(qiáng)度較低且呈剛性、凝膠成本較高等問題，近年來改進(jìn)型配方主要有以下幾種： 三

24、、阻化劑防滅火三、阻化劑防滅火（一）阻化防火機(jī)理 阻化劑只有與水混合成一定濃度的水溶液后才能抑制和起到防火作用，其防滅火機(jī)理為： 增加煤在低溫時的化學(xué)惰性，使煤炭和氧的親合力降低； 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； 增加煤體的蓄水能力； 水分蒸發(fā)吸熱降溫。實(shí)質(zhì)是降低煤在低溫時的氧化速度，延長煤的自燃發(fā)火期。 ( 1 ）無氨味凝膠配方。 ( 2 ）分子結(jié)構(gòu)型膨脹凝膠。 ( 3 ）粉煤灰膠體。 （2）注液量 注液量的大小與注液控制范圍煤量成正比。其計(jì)算公式如下： T=KDV （2-4-4） 式中 T 日注液量，t ; K 噸煤用液量，t/t ; D 實(shí)體煤容重，t/m3 ;

25、V 注液控制煤體體積，m3 ; （三）阻化劑材料和濃度選擇（1）阻化材料選擇。（2）藥液濃度。（四）阻化防火工藝 1. 壓注阻化劑 （1）壓注工藝 2. 汽霧阻化 （1）汽霧阻化系統(tǒng)如圖2-4-8所示 圖2-4-8 采空區(qū)噴送霧狀阻化劑系統(tǒng)1阻化劑溶液箱；2輸液泵；3自動過濾；4高壓軟管；5支架；6漏風(fēng)方向； 7霧化發(fā)生器 （2）噴霧量 噴霧量的大小與采空區(qū)丟煤量成正比。其計(jì)算公式如下： T=KADLHS / R （2-4-5） 式中 T 日噴霧量，t ; R 霧化率，% ; K 噸煤用液量，t / t ; D 實(shí)體煤容重，t / m3 ; L 工作面長度，m ; H 工作面采高，m ; S

26、日進(jìn)尺，m ; A 丟煤率，。 3. 噴灑阻化劑 工藝系統(tǒng)如圖2-4-9所示。圖2-4-9 噴灑阻化劑工藝系統(tǒng)l-供水管；2-永久溶液池；3-水泵；4-壓力表；5-鐵管 ；6-閥門；7-膠管；8-噴槍；9-流量計(jì)四、惰氣防滅火四、惰氣防滅火 惰氣系指不可燃?xì)怏w或窒息性氣體，主要包括氮?dú)?、二氧化碳以及燃料燃燒生成的煙氣等。惰氣防滅火原理：惰氣防滅火就是將惰氣注入已封閉的或有自燃危險(xiǎn)的區(qū)域，降低其氧的濃度，從而使火區(qū)因氧含量不足使火源熄滅。（一）氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù) 1. 氮?dú)夥罍缁饳C(jī)理與惰化指標(biāo)1) 氮?dú)夥罍缁饳C(jī)理（l）采空區(qū)內(nèi)注入大量高濃度的氮?dú)夂螅鯕鉂舛认鄬p小，氮?dú)獠糠值靥娲鯕舛M(jìn)入到煤體裂

27、隙表面（2）采空區(qū)注入氮?dú)夂?，提高了氣體靜壓，降低了漏入采空區(qū)的風(fēng)量，減少了空氣與煤炭直接接觸的機(jī)會；（3）氮?dú)庠诹鹘?jīng)煤體時，吸收了煤氧化產(chǎn)生的熱量，可以減緩煤升溫的速度和降低周圍介質(zhì)的溫度。（4）采空區(qū)內(nèi)的可燃、可爆性氣體與氮?dú)饣旌虾?，隨著惰性氣體濃度的增加，爆炸范圍逐漸縮小（即下限升高、上限下降）。 3. 注氮防滅火工藝 注氮方式從空間上分為開放式注氮和封閉式注氮；從時間上分為連續(xù)性注氮和間斷性注氮。1) 開放式注氮 當(dāng)自燃發(fā)火危險(xiǎn)主要來自回采工作面的后部采空區(qū)時，應(yīng)該采取向本工作面后部采空區(qū)注入氮?dú)獾姆阑鸱椒?。具體方式有2種：（1）埋管注氮。 2) 注氮防滅火惰化指標(biāo)（1 ）采空區(qū)惰化氧

28、濃度指標(biāo)不大于煤自燃臨界氧濃度,一般氧含量應(yīng)小于710。（2 ）惰化滅火氧濃度指標(biāo)不大于3。（ 3 ）惰化抑制瓦斯爆炸氧濃度指標(biāo)小于12 。（2）拖管注氮。 無論是埋管注氮還是拖管注氮，注氮管的埋設(shè)及氮?dú)忉尫趴诘脑O(shè)置應(yīng)符合如下要求： A、對采用U 型通風(fēng)方式的采煤工作面，應(yīng)將注氮管鋪設(shè)在進(jìn)風(fēng)順槽中，注氮釋放口設(shè)在采空區(qū)中，如圖2-4-10所示。圖2-4-10 注氮管埋設(shè)及釋放口位置 B、氮?dú)忉尫趴趹?yīng)高于底板，以900 彎拐向采空區(qū)，與工作面保持平行，并用石塊或木垛等加以保護(hù)。 C、氮?dú)忉尫趴谥g的距離，應(yīng)根據(jù)采空區(qū)“三帶”寬度、注氮方式和注氮強(qiáng)度、氮?dú)庥行U(kuò)散半徑、工作面通風(fēng)量、氮?dú)庑孤┝?、?/p>

29、燃發(fā)火期、工作面推進(jìn)度以及采空區(qū)冒落情況等因素綜合確定。 D、注氮管一般采用單管，管道中設(shè)置三通。從三通上接出短管進(jìn)行注氮。 2) 封閉式注氮（1）旁路注氮。（2）鉆孔注氮。（3）插管注氮。（4）墻內(nèi)注氮。4. 防止采空區(qū)氮?dú)庑孤┑拇胧?) 直接堵漏措施。2) 均壓措施。5. 日常管理應(yīng)注意的事項(xiàng)（1）注氮量的多少，應(yīng)根據(jù)采空區(qū)中的氣體成分來確定。（2）合理設(shè)置監(jiān)測傳感器，加強(qiáng)對采空區(qū)、工作面和回風(fēng)槽中02 、N2和CO 的監(jiān)測；（3）注入氮?dú)獾募兌炔坏玫陀?7。（4）注意檢查工作面及回風(fēng)順槽風(fēng)流中的瓦斯涌出情況，（5）第一次向采空區(qū)注氮，或停止注氮后再次注氮時，應(yīng)先排出注氮管內(nèi)的空氣，避免將

30、空氣注入采空區(qū)中。（6）在注氮過程中，工作場所的氧濃度不得低于18.5% ，6. 處理好抽放瓦斯與注氮的關(guān)系 對于開采高瓦斯、易自燃發(fā)火煤層的礦井，當(dāng)采空區(qū)同時要采取這兩種措施時，它們之間存在著相互矛，需要處理好兩者之間的關(guān)系。 采空區(qū)瓦斯抽放破壞了瓦斯的游離狀態(tài)與吸附狀態(tài)的動態(tài)平衡，使一部分吸附狀態(tài)的瓦斯按一定的衰減速度不斷地被解吸，當(dāng)抽放到一定程度后，將有部分氣體進(jìn)入采空區(qū)，來補(bǔ)充采空區(qū)被抽走的那部分瓦斯。 應(yīng)用泡沫充填劑是礦井充填堵漏風(fēng)防滅火的主要技術(shù)手段之一。泡沫是不溶性氣體分散在液體或熔融固體中所形成的分散物系。 二相空氣泡沫、二相惰氣泡沫、聚氨酯泡沫、脲醛泡沫、水泥泡沫等在煤礦防滅

31、火中雖已得到應(yīng)用，但由于二相泡沫穩(wěn)定性差，聚氨酯泡沫、脲醛泡沫、水泥泡沫成本高，對人體健康有害，應(yīng)用受到限制。五、泡沫防滅火五、泡沫防滅火（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(jī)）內(nèi)經(jīng)充分燃燒后產(chǎn)生的煙氣，主要成分為：N2、CO2、CO、H2O蒸汽、O2，其中O2含量一般不超過2% 。(一)無機(jī)固體三相泡沫的形成機(jī)理 1、無機(jī)固體三相泡沫的形成機(jī)理 無機(jī)固體三相泡沫由氣源、泡沫液、無機(jī)固體粉末組成，其形成過程極為復(fù)雜無機(jī)固體干粉包括：固體廢棄物（粉煤灰、矸石粉等）、起固結(jié)作用的水泥及添加劑等惰性粉料。（二）無機(jī)固體三相泡沫的特點(diǎn) 同國內(nèi)外目前正在使用的有關(guān)堵漏

32、防滅火材料性能比較，無機(jī)固體三相泡沫具有如下特點(diǎn)：( 1 ）堵漏風(fēng)效果好，防滅火效果明顯，適用于煤礦井下各種堵漏風(fēng)的防滅火；( 2 ）防火泡沫流動性好，堵漏風(fēng)充填可靠，滅火泡沫膠凝早，強(qiáng)度增長快，強(qiáng)度高，適宜巷道空洞直接堆積垛起，可快速熄滅高頂火災(zāi)；( 3 ）成本降低50 以上；( 4 ）材料易取，尤其是利用粉煤灰可改善電廠環(huán)境降低除灰成本；( 5 ）安全性、環(huán)保性好。（三）無機(jī)固體三相泡沫物理性能調(diào)控 井下不同地點(diǎn)對無機(jī)固體三相泡沫物理性能的要求不同。（四）無機(jī)固體三相泡沫的充填工藝1. 高冒頂充填作業(yè)工藝（1）如圖2-4-11所示，圖2-4-11 高冒頂空洞充填示意圖2. 沿空側(cè)空洞充填作

33、業(yè)工藝 如圖2-4-12所。圖2-4-12 沿空側(cè)空洞充填示意圖 2)充填時沿中心位置的預(yù)埋管依次向四周充填，每個位置每次充填一定時間，如此循環(huán)可使泡沫有效初凝和增長強(qiáng)度，有利于泡沫的穩(wěn)定。 (3)如此循環(huán)作業(yè)直至下一個鋼管排出泡沫時，說明此位置已被充填至空洞頂。 第五節(jié)第五節(jié) 礦井火災(zāi)處理礦井火災(zāi)處理主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容 一、發(fā)生礦井火災(zāi)時應(yīng)采取的措施一、發(fā)生礦井火災(zāi)時應(yīng)采取的措施 二、風(fēng)流控制二、風(fēng)流控制 三、消滅礦井火災(zāi)的方法三、消滅礦井火災(zāi)的方法 四、高瓦斯礦井處理火災(zāi)時的注意事項(xiàng)四、高瓦斯礦井處理火災(zāi)時的注意事項(xiàng) 五、火區(qū)的管理與啟封五、火區(qū)的管理與啟封一、發(fā)生礦井火災(zāi)時應(yīng)采取的措

34、施一、發(fā)生礦井火災(zāi)時應(yīng)采取的措施 礦井發(fā)生火災(zāi)時，每個人都必須嚴(yán)守紀(jì)律、服從命令，決不能驚慌失措，擅自行動（一）撤出及救護(hù)災(zāi)區(qū)人員 煤礦井下發(fā)生火災(zāi)時，礦領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)人員的首要任務(wù)是保護(hù)井下人員的安全，應(yīng)迅速從危險(xiǎn)區(qū)撤出與救災(zāi)無關(guān)的人員，同時采取一定的通風(fēng)措施防止風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。 （二）偵察火區(qū) 火災(zāi)發(fā)生后，應(yīng)立即派出礦山救護(hù)隊(duì)和輔助救護(hù)隊(duì)人員偵察火區(qū)。首先偵察是否有遇難人員，弄清火源的地點(diǎn)，火災(zāi)的性質(zhì)及火災(zāi)的范圍。為采取有效的滅火措施提供依據(jù)。同時，切斷火區(qū)電源，派專人量風(fēng)測氣，觀察頂板動態(tài)，注意風(fēng)流的變化，防止事故擴(kuò)大。二、風(fēng)流控制二、風(fēng)流控制 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

35、。 1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： 因火風(fēng)壓的作用使高溫?zé)熈髁鹘?jīng)巷道各點(diǎn)的壓能增大； 因巷道冒頂?shù)仍蛟斐苫鹪聪嘛L(fēng)側(cè)風(fēng)阻增大，導(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(diǎn)壓能降低。為了防止旁側(cè)風(fēng)路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，主要措施有： 降低火風(fēng)壓； 保持主要通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)； 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。 防止逆退措施是：減小主干風(fēng)路排煙區(qū)段的風(fēng)阻；在火源的下風(fēng)側(cè)使煙流短路排至總回風(fēng)；（如圖2-5-1），以增加風(fēng)速（圖2-5-2）。 圖2-5-1 擋風(fēng)墻 圖2-5-2 風(fēng)障（2）下行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓（3）風(fēng)流逆退的原因、規(guī)律及其防治2、火災(zāi)

36、時常用的幾種通風(fēng)制度（1）維持正常通風(fēng)，穩(wěn)定風(fēng)流 這一制度的適用條件是： 火源位于采區(qū)內(nèi)部，煙流已彌蔓較大范圍，井下人員分布范圍大；通風(fēng)網(wǎng)路復(fù)雜的高瓦斯礦井， 火源位于獨(dú)頭掘進(jìn)巷道內(nèi)，不能停運(yùn)局部通風(fēng)機(jī)； 火源位于采區(qū)或礦井主要回風(fēng)巷，維持原風(fēng)向有利于火煙迅速排出； 減少向火源供風(fēng)抑制火勢發(fā)展（2)停風(fēng)機(jī) 在以下情況下可考慮： 火源位于進(jìn)風(fēng)井口或進(jìn)風(fēng)井筒，不能進(jìn)行反風(fēng)； 獨(dú)頭掘進(jìn)面發(fā)火已有較長的時間，瓦斯?jié)舛纫殉^爆炸上限，這時不能再送風(fēng)； 主通風(fēng)機(jī)已成為通風(fēng)阻力時。 （3)反風(fēng)按范圍分，有全礦反風(fēng)、區(qū)域反風(fēng)和局部反風(fēng)三種。（1）全礦反風(fēng)。通過主通風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)施實(shí)現(xiàn)。（2）區(qū)域性反風(fēng)。在多進(jìn)

37、、多回的礦井中某一通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)大巷中發(fā)火時，調(diào)節(jié)一個或幾個主通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)礦井部分地區(qū)風(fēng)流反向的反風(fēng)方式，稱為區(qū)域性反風(fēng)。（3）局部反風(fēng)。當(dāng)采區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，主要通風(fēng)機(jī)保持正常運(yùn)行，調(diào)整采區(qū)內(nèi)預(yù)設(shè)的風(fēng)門開關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)采區(qū)內(nèi)部局部風(fēng)流反向，這種反風(fēng)方式稱為局部反風(fēng)。（4)風(fēng)流短路 三、消滅礦井火災(zāi)的方法三、消滅礦井火災(zāi)的方法（一）直接滅火法 由于發(fā)火地點(diǎn)和發(fā)火特征的差異，內(nèi)因火災(zāi)與外因火災(zāi)在直接滅火時方法有所不同。內(nèi)因火災(zāi)介質(zhì)法直接滅火的有關(guān)技術(shù)上一節(jié)已經(jīng)介紹。下面，重點(diǎn)介紹外因火災(zāi)的直接滅火技術(shù)。 1用水滅火 用水滅火，簡單易行，經(jīng)濟(jì)有效。其作用和注意事項(xiàng)如下：（1）水的滅火作用。（

38、2）用水滅火的注意事項(xiàng)供水量要充足。確保正常通風(fēng)。當(dāng)火勢旺時，應(yīng)先將水流射向火源外圍。 水能導(dǎo)電。 水比油重，因此，水不能撲滅油類火災(zāi)。 （1）泡沫滅火器，如圖2-5-3所示。圖2-5-3 泡沫滅火器1機(jī)身；2 機(jī)蓋；3玻璃瓶；4鐵架；5噴嘴；6堿性藥液；7酸性藥液2用砂子（或巖粉）滅火 把砂子（或巖粉）直接撒在燃燒物體上能隔絕空氣，將火撲滅。3用化學(xué)滅火器滅火 （2）干粉滅火器。 目前礦用干粉滅火器是以磷酸銨粉為主藥劑的。 4用高倍數(shù)空氣機(jī)械泡沫滅火 高倍數(shù)空氣機(jī)械泡沫是用高倍數(shù)泡沫劑和壓力水混合，在強(qiáng)力氣流的推動下形成的。其工藝系統(tǒng)如圖2-5-4所示。 圖2-5-4 高倍數(shù)泡沫滅火裝置1風(fēng)

39、機(jī)；2泡沫發(fā)射器，3潛水泵；4管路；5泡沫劑；6水桶；7噴嘴，8棉線網(wǎng)；9水管；10水柱計(jì)；11密閉（二）隔絕滅火法 隔絕滅火法是在直接滅火法無效時采用的滅火方法1封閉火區(qū)的原則 封閉火區(qū)的原則是：“密、小、少、快”四字。2 封閉火區(qū)的方法 封閉火區(qū)的方法分為三種：(1)鎖風(fēng)封閉火區(qū)。 (2)通風(fēng)封閉火區(qū)。 (3)注惰封閉火區(qū)。3防火墻的類型 根據(jù)防火墻所起的作用不同，可分為臨時防火墻、永久防火墻及耐爆防火墻等。(1）臨時防火墻 臨時防火墻的作用是暫時遮斷風(fēng)流，防止火勢發(fā)展，以便采取其他滅火措施。 氣囊快速臨時防火墻，又稱充氣密閉。 石膏防爆防火墻，是以石膏為基料，另加些助凝劑，在噴射機(jī)內(nèi)攪拌

40、噴灌成型的一種防火墻。 (2) 永久防火墻 永久防火墻的作用在于長期嚴(yán)密地隔絕火區(qū)、阻止空氣進(jìn)入。因此要求堅(jiān)固、密實(shí)。 (3) 耐爆防火墻（圖2-5-5）。 圖2-5-5 水砂充填耐爆防火墻1秫秸簾子；2磚墻，3充填管；4觀測孔；5注漿管；6 放水管；7返水池4建立防火墻的順序 火區(qū)封閉后必然會引起其內(nèi)部壓力、風(fēng)量、氧濃度和瓦斯等可燃?xì)怏w濃度變化；目前基本上有兩種：一是先進(jìn)后回（又稱為先入后排）；二是進(jìn)回同時。（三）混合滅火法 混合滅火法就是先用防火墻將火區(qū)封閉，然后再采取其他滅火手段，如灌漿、調(diào)節(jié)風(fēng)壓和充入惰性氣體等加速火的熄滅。 四、高瓦斯礦井處理火災(zāi)時的注意事項(xiàng)四、高瓦斯礦井處理火災(zāi)時的

41、注意事項(xiàng) 高瓦斯礦井處理火災(zāi)時，對災(zāi)區(qū)進(jìn)行合理的通風(fēng)，對防止瓦斯爆炸有決定性的作用，采取相應(yīng)的措施。（1）上、下山和運(yùn)輸平巷發(fā)火時，如果在火源的上風(fēng)側(cè)有掘進(jìn)頭和廢巷，應(yīng)將積存瓦斯的巷道嚴(yán)密封堵。（2）處理高瓦斯礦高冒處火災(zāi)時，必須在噴霧水槍的掩護(hù)下（迫使火源局限在高冒處），在火源的下風(fēng)側(cè)設(shè)水幕，然后在高冒處兩端用水槍滅火。 （3）處理高瓦斯礦井獨(dú)頭巷道火災(zāi)時，不能停風(fēng)，要在保持正常通風(fēng)或加大風(fēng)量的條件下處理火災(zāi)。（4）當(dāng)直接滅火無效或不可能時，應(yīng)封閉火區(qū)。在高瓦斯礦封閉火區(qū)是相當(dāng)危險(xiǎn)的工作。（5）封閉采區(qū)內(nèi)的火區(qū)時，還應(yīng)考慮某巷道封閉后，是否會造成鄰近采空區(qū)內(nèi)瓦斯被大量吸出通過火源引起爆炸？另外，還必須強(qiáng)調(diào)一下，任何情況下（無論是高瓦斯礦、還是低瓦斯礦），不準(zhǔn)先堵回風(fēng)，后堵進(jìn)風(fēng)，否則