《通風(fēng)安全學(xué)》火災(zāi)防治課件

《通風(fēng)安全學(xué)》

火災(zāi)防治《通風(fēng)安全學(xué)》

火災(zāi)防治第十章礦井火災(zāi)防治本章的主要內(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(cè)及預(yù)報(bào)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(shí)期通風(fēng)與礦井火災(zāi)處理與控制。本章的重點(diǎn)與難點(diǎn)

1、煤炭自燃理論；

2、煤炭自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；

3、防滅火技術(shù)

4、均壓防滅火；

5、火災(zāi)時(shí)期風(fēng)流控制第十章礦井火災(zāi)防治本章的主要內(nèi)容第十章礦井火災(zāi)防治第一節(jié)概述第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)第五節(jié)開采技術(shù)防火措施第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火第七節(jié)均壓防滅火第八節(jié)惰氣防滅火第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)第十節(jié)礦井火災(zāi)處理與控制第十章礦井火災(zāi)防治第一節(jié)概述一、火災(zāi)與礦井或煤田火災(zāi)的概念

《火災(zāi)統(tǒng)計(jì)管理規(guī)定》：凡失去控制并對(duì)財(cái)產(chǎn)和人身造成損失的燃燒現(xiàn)象都為火災(zāi)。廣義地說，凡是超出有效范圍的燃燒稱為火災(zāi)?；馂?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(cái)產(chǎn)損失較小時(shí)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(jì)損失或者人員傷亡的燃燒事故，稱之為礦井或煤田火災(zāi)。

第一節(jié)概述一、火災(zāi)與礦井或煤田火災(zāi)的概念第一節(jié)概述二、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(gè)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(jī)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(gè)大量而且普遍存在的可燃物。另外，坑木、各類機(jī)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)。

第一節(jié)概述二、礦井火災(zāi)的構(gòu)成要素第一節(jié)概述二、礦井火災(zāi)的構(gòu)成要素

(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(shí)驗(yàn)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(shí)存在，相互配合，而且達(dá)到一定的數(shù)量，才能引起礦井火災(zāi)。第一節(jié)概述二、礦井火災(zāi)的構(gòu)成要素第一節(jié)概述三、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(dá)到自燃點(diǎn)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。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(diǎn)。自燃火災(zāi)具有發(fā)生和發(fā)展緩慢、須經(jīng)歷一段時(shí)間、有預(yù)兆和火源比較隱蔽等特點(diǎn)。

第一節(jié)概述三、礦井火災(zāi)的類型及其特性第一節(jié)概述三、礦井火災(zāi)的類型及其特性

１、按引火原因分類

2）外因火災(zāi)多發(fā)生在井口房、井筒、井底車場(chǎng)、石門及機(jī)電硐室和有機(jī)電設(shè)備的巷道等地點(diǎn)。外因火災(zāi)具有火源明顯、發(fā)生突然、來勢(shì)兇猛等特點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，則可能釀成重大事故。由于外因火災(zāi)往往是由表及里進(jìn)行的，若發(fā)現(xiàn)及時(shí)，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。

第一節(jié)概述三、礦井火災(zāi)的類型及其特性第一節(jié)概述三、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?xì)?、甲烷、乙炔、氫氣等可燃?xì)怏w。

Ｄ類火災(zāi)，象鈉、鉀、鎂等可燃金屬燃燒形成的火災(zāi)。

第一節(jié)概述三、礦井火災(zāi)的類型及其特性第一節(jié)概述三、礦井火災(zāi)的類型及其特性

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(diǎn)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(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)、煤炭自燃火災(zāi)等。第一節(jié)概述三、礦井火災(zāi)的類型及其特性第一節(jié)概述三、防滅火研究的內(nèi)容煤礦火災(zāi)防治是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其理論與技術(shù)的研究內(nèi)容應(yīng)圍繞一個(gè)目標(biāo)和三個(gè)問題。

一個(gè)目標(biāo)是：防止礦井火災(zāi)發(fā)生，對(duì)于已發(fā)生的火災(zāi)要防止其擴(kuò)大，并最大限度地減小火災(zāi)中的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

第一節(jié)概述三、防滅火研究的內(nèi)容第一節(jié)概述三、防滅火研究的內(nèi)容煤礦火災(zāi)防治是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其理論與技術(shù)的研究內(nèi)容應(yīng)圍繞一個(gè)目標(biāo)和三個(gè)問題。三個(gè)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(diǎn)，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(cè)、火災(zāi)預(yù)防和預(yù)報(bào)技術(shù)；三、火災(zāi)發(fā)生后如何進(jìn)行及時(shí)而有效地控制和處理？

第一節(jié)概述三、防滅火研究的內(nèi)容第一節(jié)概述一、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(gè)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(gè)必要條件同時(shí)存在，互相作用；Q生>Q散

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)燃燒的充要條件第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防二、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(duì)策-----礦井火災(zāi)的防治可以采取下列“三Ｅ”對(duì)策：

１）技術(shù)(Engineering)對(duì)策

(1)災(zāi)前對(duì)策----防止起火、防止火災(zāi)擴(kuò)大

(2)災(zāi)后對(duì)策----報(bào)警、控制、滅火、避難

２）教育（Education）對(duì)策

-----知識(shí)、技術(shù)、態(tài)度３）管理（法制(Enforcement））對(duì)策----制定各種規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，且強(qiáng)制性執(zhí)行。

第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防二、外因火災(zāi)的預(yù)防第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防三、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(gè)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(kuò)大，以盡量減少火災(zāi)損失。第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防三、預(yù)防外因火災(zāi)的技術(shù)措施第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防三、預(yù)防外因火災(zāi)的技術(shù)措施

（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(yán)格對(duì)高溫?zé)嵩?、明火和潛在的火源進(jìn)行管理。

2、盡量不用或少用可燃材料，不得不用時(shí)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：(1)防止膠帶摩擦起火。膠帶輸送機(jī)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)；(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。第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防三、預(yù)防外因火災(zāi)的技術(shù)措施第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防三、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(kuò)大和蔓延，是整個(gè)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(duì)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(kuò)大。

2、每個(gè)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(jī)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。第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防三、預(yù)防外因火災(zāi)的技術(shù)措施第二節(jié)礦井外因火災(zāi)及其預(yù)防一、煤炭自然機(jī)理主要的有黃鐵礦作用學(xué)說、細(xì)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(jìn)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(xì)菌充分死亡的條件下，其自然發(fā)火危險(xiǎn)性也未降低，這說明用黃鐵礦作用假說和細(xì)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(rèn)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(rèn)為酚基作用假說實(shí)際上是煤氧復(fù)合作用，或者是煤氧作用假說的補(bǔ)充。目前，煤氧復(fù)合作用假說已被較多的人們所接受。

第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理按照煤氧化合學(xué)說，煤的自燃過程一般可分為四個(gè)階段：

潛伏（準(zhǔn)備）期自熱期自燃期熄滅期第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理

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(shí)間區(qū)間稱之為潛伏期。煤自燃的準(zhǔn)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(shí)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(zhǔn)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(zhǔn)備階段，而煙煤則需要一個(gè)相當(dāng)長的準(zhǔn)備階段。

第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理

2．自熱期

溫度開始升高起至其溫度達(dá)到燃點(diǎn)的過程叫自熱階段，自熱過程是煤氧化反應(yīng)自動(dòng)加速、氧化生成熱量逐漸積累、溫度自動(dòng)升高的過程。當(dāng)溫度超過臨界溫度60～80時(shí)，煤溫急劇憎加，氧化加劇。

其特點(diǎn)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?xì)?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(huì)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(huì)再發(fā)生自然。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理

3、燃燒期煤溫達(dá)到其自燃點(diǎn)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(shí)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(dá)到自燃點(diǎn)，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。

第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理

4、熄滅期及時(shí)發(fā)現(xiàn)，采取有效的滅火措施，煤溫降至燃點(diǎn)以下，燃燒熄滅。從煤的自燃發(fā)展過程可見：煤自燃實(shí)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(jìn)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。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)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(shí)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?dú)庵屑訜岷笤倮鋮s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。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)二、煤的氧化特性第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)三、自燃發(fā)火與自燃發(fā)火期

自燃發(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。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(bào)指標(biāo)，并呈逐漸上升趨勢(shì)。

第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)三、自燃發(fā)火與自燃發(fā)火期第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)三、自燃發(fā)火與自燃發(fā)火期自燃發(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(diǎn)為止所經(jīng)歷時(shí)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(xiǎn)程度在時(shí)間上的度量，發(fā)火期越短的煤層自然發(fā)火危險(xiǎn)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(dá)數(shù)年。

第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)三、自燃發(fā)火與自燃發(fā)火期第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)四、煤炭自條件

(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?dòng)速度的大小，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(huì)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(shí)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。

第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)四、煤炭自條件第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)四、煤炭自條件

(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(shí)驗(yàn)表明，氧濃度>15％時(shí)，煤炭氧化方可較快進(jìn)行。

(4)上述三個(gè)條件共存的時(shí)間大于煤的自燃發(fā)火期。上述四個(gè)條件缺一不可，前三個(gè)條件是煤炭自燃的必要條件，最后一個(gè)條件是充分條件。上述四個(gè)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(duì)自然發(fā)火的影響時(shí)，則要著重分析形成煤炭自燃的外界條件。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)四、煤炭自條件第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)

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(tuán)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(duì)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(huì)加速煤的氧化過程。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)五、影響煤炭自然發(fā)火的因素第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)

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(duì)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(jìn)速度第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)五、影響煤炭自然發(fā)火的因素第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)3、影響采空區(qū)自燃的因素１）采空區(qū)三帶劃分

對(duì)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（Ⅰ）自燃帶（Ⅱ）窒息（不自燃）帶（Ⅱ）ⅠL1ⅢL2WⅡ第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)3、影響采空區(qū)自燃的因素ⅠL1ⅢL2WⅡ第三節(jié)煤炭自燃的3、影響采空區(qū)自燃的因素１）采空區(qū)三帶劃分

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(qiáng)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(shí)，風(fēng)阻增大，漏風(fēng)強(qiáng)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(jìn)一步下降，氧化停止。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)3、影響采空區(qū)自燃的因素第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)3、影響采空區(qū)自燃的因素１）采空區(qū)三帶劃分劃分三帶的指標(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(rèn)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(yàn)結(jié)果，此指標(biāo)目前尚難以應(yīng)用。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)3、影響采空區(qū)自燃的因素第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)3、影響采空區(qū)自燃的因素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(jìn)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(shí)間為τ(月)，則

τ＝(L1+L2)/V

當(dāng):τS≤τ時(shí)，可能發(fā)生自燃。

第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)3、影響采空區(qū)自燃的因素第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)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：(1)向煤提供氧化所必須的氧氣，促進(jìn)氧化發(fā)展；(2)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(qiáng)度在0.1～0.24m3/(min.m2)

時(shí)容易自然發(fā)火。有的作者認(rèn)為不會(huì)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(qiáng)度在０.02～1.2m3/min時(shí)容易自然發(fā)火的。因此，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。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)4、漏風(fēng)第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)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?yàn)殚_采厚煤層和急傾斜煤層時(shí)，煤炭回采率低，采區(qū)煤柱易遭破壞，采空區(qū)不易封嚴(yán)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(xiǎn)性加劇。因?yàn)檫@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(huì)增加自然發(fā)火的危險(xiǎn)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(xiǎn)性增加；但埋藏太淺時(shí)，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。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)5、地質(zhì)因素第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)

自燃發(fā)火的預(yù)測(cè)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(shí)際開采條件，超前判斷松散煤體自燃的危險(xiǎn)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(yàn)結(jié)果和自然發(fā)火的統(tǒng)計(jì)資料，判定待開采煤層的自燃嚴(yán)重程度及其在空間上的分布規(guī)律，為有針對(duì)性制定防滅火措施提供可靠的依據(jù)。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)自燃發(fā)火的預(yù)測(cè)技術(shù)是指在煤處于低溫氧化階段(即潛伏一、煤層自燃傾向性的鑒定方法

1、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。

2、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(cè)儀。該法已于1987年通過部級(jí)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。

3、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(dòng)空氣狀態(tài)下測(cè)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。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)一、煤層自燃傾向性的鑒定方法第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)

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(jí)自燃傾向等級(jí)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%第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)采用雙氣路氣相色譜儀吸氧鑒定法，在30℃常壓下二、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(jì)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(duì)煤層自燃情況作認(rèn)真的統(tǒng)計(jì)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(shí)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。

第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)二、煤層自然發(fā)火期的估算方法及其延長途徑第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)二、煤層自然發(fā)火期的估算方法及其延長途徑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(shí)的氧化性）、堆積狀態(tài)、通（漏）風(fēng)強(qiáng)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(kuò)散。

(2)增加散熱強(qiáng)度，降低溫升速度。增加遺煤的分散度以增加表面散熱量；對(duì)于處于低溫時(shí)期的自熱煤體可用增加通風(fēng)強(qiáng)度的方法來增加散熱；增加煤體濕度。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)二、煤層自然發(fā)火期的估算方法及其延長途徑第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)三、礦井外因火災(zāi)預(yù)測(cè)礦井外因火災(zāi)預(yù)測(cè)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(xiǎn)性等級(jí)。準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，可以使外因火災(zāi)的預(yù)防更具有針對(duì)性，滅火準(zhǔn)備更充分。外因火災(zāi)預(yù)測(cè)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(xiǎn)區(qū)（井下可燃物和火源（包括潛在火源）同時(shí)存在的地區(qū)視為危險(xiǎn)區(qū)）。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)三、礦井外因火災(zāi)預(yù)測(cè)第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)四、礦井火災(zāi)的預(yù)報(bào)所謂礦井火災(zāi)預(yù)報(bào)，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(yàn)和先進(jìn)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(jìn)行邏輯推斷后給出火情報(bào)告。及時(shí)而準(zhǔn)確地進(jìn)行火災(zāi)早期預(yù)報(bào)，可以彌補(bǔ)預(yù)防之不足。礦井火災(zāi)預(yù)報(bào)的方法，按其原理可分為；

1.利用人體生理感覺預(yù)報(bào)自然發(fā)火

2.氣體成分分析法

3.測(cè)量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測(cè)自然發(fā)火第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)四、礦井火災(zāi)的預(yù)報(bào)第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)1、利用人體生理感覺預(yù)報(bào)自然發(fā)火（1）嗅覺

可燃物受高溫或火源作用，會(huì)分解生成一些正常時(shí)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?xì)浠衔?；橡膠、塑料制品在加熱到一定溫度后，會(huì)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。

第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)1、利用人體生理感覺預(yù)報(bào)自然發(fā)火第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)1、利用人體生理感覺預(yù)報(bào)自然發(fā)火

（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(shí)，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(shí)透水事故的前兆也會(huì)有水珠出現(xiàn)。因此，在井下發(fā)現(xiàn)霧氣或水珠時(shí)，要結(jié)合具體條件加以分析，得到正確的結(jié)論。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)1、利用人體生理感覺預(yù)報(bào)自然發(fā)火第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)1、利用人體生理感覺預(yù)報(bào)自然發(fā)火（3）溫度感覺煤炭自燃或自熱、可燃物燃燒會(huì)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(shí)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(shí)，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。由于人的感覺總是帶有相當(dāng)大的主觀性，同時(shí)，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(shí)別煤炭自燃的可靠方法，所以還必須使用儀器儀表來識(shí)別煤炭自燃的發(fā)生。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)1、利用人體生理感覺預(yù)報(bào)自然發(fā)火第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)2、氣體成分分析法用儀器分析和檢測(cè)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(bào)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(bào)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(huì)發(fā)生較明顯的變化；②規(guī)律性，即生成量或變化趨勢(shì)與自熱溫度之間呈現(xiàn)一定的規(guī)律和對(duì)應(yīng)關(guān)系；③可測(cè)性，可利用現(xiàn)有的儀器進(jìn)行檢測(cè)。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)2、氣體成分分析法第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)2、氣體成分分析法

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(bào)煤炭自燃火災(zāi)的較靈敏的指標(biāo)之一。在正常時(shí)若大氣中含有CO，則采用CO作為指標(biāo)氣體時(shí)要確定預(yù)報(bào)的臨界值。確定臨界值時(shí)一般要考慮下列因素：①各采樣地點(diǎn)在正常時(shí)風(fēng)流中CO的本底濃度；②臨界值時(shí)所對(duì)應(yīng)的煤溫適當(dāng)，即留有充分的時(shí)間尋找和處理自熱源。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)2、氣體成分分析法第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)2、氣體成分分析法

2）常用的指標(biāo)氣體

(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(bào)指標(biāo)。根據(jù)Graham指數(shù)預(yù)報(bào)礦井火災(zāi)時(shí)，不同的礦井有不同的臨界指標(biāo)。

第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)2、氣體成分分析法第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)2、氣體成分分析法

2）常用的指標(biāo)氣體

(3)乙烯。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煤溫升高到80～120℃后，會(huì)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(cè)出乙烯，則說明已有煤炭在自燃了。同時(shí)根據(jù)乙烯和丙烯出現(xiàn)的時(shí)間還可推測(cè)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(cè)煤的自熱與自燃。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)2、氣體成分分析法第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)3、測(cè)量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測(cè)自然發(fā)火

1.直接測(cè)溫法就是在不破壞現(xiàn)有溫度場(chǎng)的情況下，把溫度傳感器布置在煤炭的易自燃區(qū)域，觀測(cè)自燃溫度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，從而判斷煤炭自燃的發(fā)展階段和發(fā)展趨勢(shì)。（1）潛伏期煤的氧化過程發(fā)展緩慢，溫度一般不超過70℃；（2）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，自熱期煤溫可達(dá)到120℃～150℃；（3）自熱期的發(fā)展使煤溫上升到著火溫度而導(dǎo)致自燃。而預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)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(dá)到測(cè)溫要求。目前，用于煤炭自燃測(cè)溫的傳感器主要有熱電偶、鉑電阻、半導(dǎo)體傳感器等。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)3、測(cè)量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測(cè)自然發(fā)火第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和3、測(cè)量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測(cè)自然發(fā)火

2.紅外線探測(cè)火源

紅外探測(cè)技術(shù)的原理：發(fā)光物體在發(fā)出可見光的同時(shí)，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(diǎn)，當(dāng)煤自燃的條件形成后，煤層溫度逐漸增高的同時(shí)，其紅外輻射場(chǎng)的強(qiáng)度也在逐漸增大。依據(jù)紅外探測(cè)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(cè)定的溫度，只能讀出該測(cè)點(diǎn)的紅外輻射場(chǎng)強(qiáng)度，還必須對(duì)根據(jù)各探測(cè)點(diǎn)的位置和測(cè)得的紅外場(chǎng)強(qiáng)度畫出曲線，并對(duì)之進(jìn)行分析和解釋。紅外探測(cè)技術(shù)在礦井防滅火中方便適用、準(zhǔn)確性較高。它的作用：一是進(jìn)行防火預(yù)測(cè)；二是進(jìn)行隱蔽火源探測(cè)。第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)3、測(cè)量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測(cè)自然發(fā)火第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和五、連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

現(xiàn)在大多數(shù)礦井使用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)井下空氣成分變化，利用抽氣系統(tǒng)將井下測(cè)點(diǎn)氣體經(jīng)過來管抽到井上，經(jīng)氣體選取器依次將不同測(cè)點(diǎn)的氣樣送往色譜儀進(jìn)行分析。

圖3束管檢測(cè)系統(tǒng)示意圖第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)五、連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)圖3束管檢測(cè)系統(tǒng)示意圖第四節(jié)礦

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(jì)、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(jìn)行。從預(yù)防煤炭自燃的角度出發(fā)，對(duì)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(jìn)速度快、采空區(qū)容易封閉。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，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

第五節(jié)開采技術(shù)防火措施一、礦井自燃火源的分布規(guī)律第五節(jié)開采技術(shù)防火措施主要技術(shù)措施有：(一)合理地進(jìn)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(shí)，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(hù)比較容易。

第五節(jié)開采技術(shù)防火措施主要技術(shù)措施有：第五節(jié)開采技術(shù)防火措施主要技術(shù)措施有：(一)合理地進(jìn)行開拓布置

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(zhǔn)備每一區(qū)段時(shí)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(zhǔn)備下一區(qū)段時(shí)再進(jìn)行掘進(jìn)。同時(shí)，上、下區(qū)段的區(qū)段平巷間不應(yīng)掘進(jìn)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。第五節(jié)開采技術(shù)防火措施主要技術(shù)措施有：第五節(jié)開采技術(shù)防火措施主要技術(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(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(shí)間短、面積小，對(duì)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(duì)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(shí)，其發(fā)展和影響范圍也是有限的。相反的如果頂板巖層堅(jiān)硬，冒落塊度大，采空區(qū)難以充填密實(shí)，漏風(fēng)與浮煤堆積易造成自燃火災(zāi)。第五節(jié)開采技術(shù)防火措施主要技術(shù)措施有：第五節(jié)開采技術(shù)防火措施主要技術(shù)措施有：(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(hù)困難，通風(fēng)管理難度大，采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重，并易形成“孤島”工作面，對(duì)防止煤炭自燃發(fā)火十分不利。

綜上所述，選擇對(duì)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。第五節(jié)開采技術(shù)防火措施主要技術(shù)措施有：第五節(jié)開采技術(shù)防火措施一、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(dá)到防火和滅火的目的。

（一）灌漿防滅火的機(jī)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(kuò)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(shí)質(zhì)是，抑制煤在低溫時(shí)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一、灌漿防火第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（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(duì)漿液性能的基本要求是，濃度適當(dāng)，滲透能力強(qiáng)。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(shí)也叫土水比。濃度是影響灌漿質(zhì)量、防火效果和經(jīng)濟(jì)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(qiáng)。從滲透性這個(gè)角度來看，漿材的固體顆粒愈小愈好。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（二）灌漿系統(tǒng)第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（二）灌漿系統(tǒng)

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(jì)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(xì)小顆粒所占比例要達(dá)到75％；(4)相對(duì)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(shí)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(yùn)輸和加工成本低廉，盡量不占或少占耕地和良田。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黃土的替代材料，在實(shí)踐中也取得了很好的防滅火效果。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（二）灌漿系統(tǒng)第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火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(chǎng)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(dòng)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(dòng)強(qiáng)度低，效率高。缺點(diǎn)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。

第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火３）漿液的制備工藝第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火３）漿液的制備工藝

（2）人工或機(jī)械取土機(jī)械制漿

用人工或機(jī)械把黃土取出裝入V型翻斗車或膠帶運(yùn)輸機(jī)（距離近或運(yùn)輸量大時(shí)），直接運(yùn)往泥漿浸泡池。當(dāng)土源距溜漿站較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)在溜漿站附近建貯土場(chǎng)，起緩沖調(diào)節(jié)作用。貯土場(chǎng)的土可用水力或皮帶（礦車）等運(yùn)輸工具運(yùn)至溜漿站。機(jī)械制漿主要由攪拌機(jī)完成，按攪拌機(jī)的運(yùn)動(dòng)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?cái)嚢?，輪換使用。漿他的容積，一般按2小時(shí)灌漿量計(jì)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(shí)應(yīng)及時(shí)清除篩前的碴料。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火３）漿液的制備工藝第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火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(jìn)行輸送，叫靜壓輸送；當(dāng)靜壓不能滿足要求時(shí)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(shí)，應(yīng)加壓；過小時(shí)，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。

L----總長度，H----入出口高差，h—泵壓力。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火２、漿液的輸送第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅２、漿液的輸送

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(shí)的流速，稱為臨界流速(vc)時(shí)，也叫不淤流速。在這個(gè)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(duì)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(diǎn)靈活，節(jié)省干管，投資少，維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在巖層條件好、埋藏較淺時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用，在有裂隙的巖層，應(yīng)下套管。

第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火２、漿液的輸送第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅（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(duì)其上部的采空區(qū)進(jìn)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。可以利用鉆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。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（三）灌漿防火方法第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（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(yùn)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?yán)庖啤＿@種方法優(yōu)點(diǎn)是簡便，工作量小，但漿液在采空區(qū)內(nèi)流動(dòng)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(shí)，灌漿效果差。

第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（三）灌漿防火方法第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（三）灌漿防火方法

(3）工作面灌漿。為了保證灌漿質(zhì)量，自然發(fā)火危險(xiǎn)性較大的工作面應(yīng)在埋管灌漿的同時(shí)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(gè)三通接頭，并安裝分支軟管和插管。將插管插入支架掩護(hù)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(jìn)兩個(gè)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。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（三）灌漿防火方法第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（四）灌漿管理加強(qiáng)灌漿管理對(duì)保證灌漿質(zhì)量，提高灌漿效果至關(guān)重要。隨采隨灌時(shí)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(dòng)管口位置。進(jìn)行預(yù)防件灌槳時(shí)，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(cè)水情，對(duì)灌漿量和排出的水量進(jìn)行記錄和分析，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)處理；在灌漿區(qū)下部進(jìn)行回采前，要對(duì)灌漿區(qū)進(jìn)行檢查，如果有積水，必須在打鉆放水后才能在下部進(jìn)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。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火（四）灌漿管理第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、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(jī)理：增加惰性、形成液膜、充填、蓄水、降溫。①增加煤在低溫時(shí)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(shí)質(zhì)是降低煤在低溫時(shí)的氧化速度，延長煤的自然發(fā)火期，利用和擴(kuò)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。

第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、阻化劑防滅火第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、阻化劑防滅火

1、阻化劑的評(píng)價(jià)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(duì)變化量作為評(píng)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(duì)變化量作為評(píng)定指標(biāo)，此指標(biāo)稱之為阻化率。

按公式計(jì)算阻化率:A，B--分別為原煤樣和阻化煤樣在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下氧化5小時(shí)放出的CO(pmm)或SO2(mg)。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、阻化劑防滅火第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、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(shí)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(gè)重要指標(biāo)。為了達(dá)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。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、阻化劑防滅火第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、阻化劑防滅火

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(jī)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。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、阻化劑防滅火二、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(shí)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。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、阻化劑防滅火第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、阻化劑防滅火

3、阻化劑防火工藝方法

（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(jìn)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)。

第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火二、阻化劑防滅火第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火

均壓防滅火的實(shí)質(zhì)：利用風(fēng)窗、風(fēng)機(jī)、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(dá)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(dá)的國家競(jìng)相采用，多次獲得成功。與此同時(shí)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。

第七節(jié)均壓防滅火均壓防滅火的實(shí)質(zhì)：利用風(fēng)窗、風(fēng)機(jī)、調(diào)壓氣室和連通管等調(diào)

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(jī)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(diǎn)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(jìn)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。第七節(jié)均壓防滅火根據(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(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(shí)質(zhì)：增阻減風(fēng)，改變調(diào)壓風(fēng)路上的壓力分布，達(dá)到調(diào)壓目的。前提條件：本分支風(fēng)量允許減少ABⅠⅡABOaba’b’EL第七節(jié)均壓防滅火一、調(diào)壓設(shè)施均壓防滅火的原理ABⅠⅡABOaba’b’EL第一、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(jī)（實(shí)質(zhì)上是輔助通風(fēng)機(jī)），利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的增風(fēng)增壓作用，改變風(fēng)路上的壓力分布，達(dá)到調(diào)壓目的。（二）風(fēng)機(jī)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(jī)，利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的增風(fēng)增壓作用，改變風(fēng)路上的壓力分布，達(dá)到調(diào)壓目的。前提：單獨(dú)使用調(diào)壓風(fēng)機(jī)以增加風(fēng)量為前提。

LABE第七節(jié)均壓防滅火一、調(diào)壓設(shè)施均壓防滅火的原理LABE第七節(jié)均壓防滅火（三）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。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(jī)聯(lián)合降壓調(diào)節(jié)作降壓調(diào)節(jié)時(shí)，風(fēng)窗安裝在上風(fēng)側(cè)，風(fēng)機(jī)安裝在下風(fēng)側(cè)。hwHHhw風(fēng)量不變風(fēng)量減少第七節(jié)均壓防滅火（三）風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)壓的原理hwHHhw風(fēng)量不變風(fēng)量減少第二、生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點(diǎn)的調(diào)壓處理采空區(qū)火源或高溫點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)行有針對(duì)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)第七節(jié)均壓防滅火二、生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點(diǎn)的調(diào)壓處理第七節(jié)均壓二、生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點(diǎn)的調(diào)壓處理（二）調(diào)壓處理方法

（1）當(dāng)火源或高溫點(diǎn)處于自燃帶Ⅱ中后部（靠近窒息帶）時(shí)，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(diǎn)。（2）高溫點(diǎn)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(shí)加快工作面的推進(jìn)速度，使窒息帶快速復(fù)蓋高溫點(diǎn)。D漏風(fēng)路線ABC123456261345第七節(jié)均壓防滅火二、生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點(diǎn)的調(diào)壓處理D漏風(fēng)路線AB

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(jī)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：

2136547R25R23R37R57第七節(jié)均壓防滅火3、角聯(lián)漏風(fēng)2136547R25R23R37R57第七節(jié)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(shí)的火區(qū)動(dòng)態(tài)觀察火F2K2DK1F1CB火F2K2K1F1ABAF1K1第七節(jié)均壓防滅火三、調(diào)壓氣室-連通管調(diào)壓防滅火的原理與應(yīng)用火F2K2DK1F（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(shí)利用金屬管將調(diào)壓氣室與火區(qū)進(jìn)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；火F2K2K1ABCD第七節(jié)均壓防滅火（二）單調(diào)壓氣室--連通管調(diào)壓原理與應(yīng)用火F2K2K1ABC（二）單調(diào)壓氣室--連通管調(diào)壓原理與應(yīng)用2、火區(qū)的動(dòng)態(tài)觀測(cè)

當(dāng)水拄計(jì)的示值為零時(shí)表示火區(qū)漏風(fēng)消失，否則應(yīng)根據(jù)水校計(jì)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(dá)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(jī)相配合，風(fēng)機(jī)與風(fēng)筒相配合等。為了避免調(diào)壓盲目進(jìn)行，在制定調(diào)壓方案之前應(yīng)進(jìn)行阻力測(cè)定和采空區(qū)漏風(fēng)探測(cè)等工作，以獲得必要的基礎(chǔ)資料。第七節(jié)均壓防滅火（二）單調(diào)壓氣室--連通管調(diào)壓原理與應(yīng)用第七節(jié)均壓防滅火四、調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)漏風(fēng)壓差事實(shí)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(duì)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(jìn)回風(fēng)井附近時(shí)，應(yīng)設(shè)法降低主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓；

4、降低火區(qū)漏風(fēng)源的壓能，增加其漏風(fēng)匯的壓能。第七節(jié)均壓防滅火四、調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)漏風(fēng)壓差第七節(jié)均壓防滅火四、調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)漏風(fēng)壓差(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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(jìn)風(fēng)或回風(fēng)側(cè)，以降低其漏風(fēng)壓差。第七節(jié)均壓防滅火四、調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)漏風(fēng)壓差第七節(jié)均壓防滅火

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（簡稱燃?xì)猓┑取Ｒ?、氮?dú)夥罍缁鸬獨(dú)饧瓤梢匝杆儆行У膿錅缑骰穑挚梢苑乐共煽諈^(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(diǎn)。1、（液）氮?dú)夥罍缁鹪?/p>

1)氮?dú)庾⑷氩煽諈^(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(shí)，液氮?dú)饣?，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(huì)加速火源熄滅；

3)在封閉火區(qū)的過程中，氮?dú)庾⑷牖饏^(qū)后，兼有抑爆作用。第八節(jié)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?、氮?dú)庵迫?/p>

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?dú)庖鶕?jù)具體條件確定注氮制度（方式）。在有自燃早期預(yù)報(bào)時(shí)，一般應(yīng)采用非連續(xù)注氮，以降低成本。并根據(jù)高溫點(diǎn)的溫度或CO濃度大小選擇注氮強(qiáng)度、注氮口的位置以及注氮時(shí)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(jìn)風(fēng)順槽壓埋在采空區(qū)里，借助于漏風(fēng)將注入的氮?dú)馍⒉荚诓煽諈^(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?dú)?。第八?jié)惰氣防滅火2、氮?dú)庵迫〉诎斯?jié)惰氣防滅火4、注氮處理封閉火區(qū)

1）向封閉火區(qū)注氮。有條件時(shí)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(shí)使氮?dú)饬鹘?jīng)火源點(diǎn)，用氮?dú)饬髦脫Q漏風(fēng)氣流；或者用數(shù)個(gè)鉆孔能包圍火源點(diǎn)進(jìn)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(qiáng)度和保持注氮的連續(xù)性；選擇合適的注氮口位置。

第八節(jié)惰氣防滅火4、注氮處理封閉火區(qū)第八節(jié)惰氣防滅火二、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。由于煙氣中基本上是惰性氣體或不可燃?xì)怏w，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。第八節(jié)惰氣防滅火二、濕式惰氣滅火第八節(jié)惰氣防滅火

災(zāi)變時(shí)期通風(fēng)調(diào)度決策正確與否對(duì)救災(zāi)工作的成敗極為重要。高溫火災(zāi)氣體的空氣動(dòng)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(jī)械能，形成附加的自然風(fēng)壓，即火風(fēng)壓，作用于通風(fēng)網(wǎng)路；

另一方面，在火源點(diǎn)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(duì)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(duì)風(fēng)流產(chǎn)生動(dòng)力作用。第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)災(zāi)變時(shí)期通風(fēng)調(diào)度決策正確與否對(duì)救災(zāi)工作的成敗極為重要。一、火風(fēng)壓及其計(jì)算方法

火災(zāi)時(shí)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(diǎn)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(shí)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第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)一、火風(fēng)壓及其計(jì)算方法火F124ρma3第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)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(jī)；

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。

第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)二、火風(fēng)壓的特性第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)三、火災(zāi)時(shí)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(shì)發(fā)展到一定的程度時(shí)，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(dòng)，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(jìn)風(fēng)流向2節(jié)點(diǎn)，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、巷道風(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。第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)三、火災(zāi)時(shí)期風(fēng)流紊亂規(guī)律及防治第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期1火25D34火251341火2534旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)主干風(fēng)路煙流逆退煙火新鮮風(fēng)流火煙滾退第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)1火25D34火251341火2534旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)主干風(fēng)第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)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(diǎn)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?，?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。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。

第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)2、風(fēng)流紊亂的原因、規(guī)律及其防治第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)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

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(jī)正常運(yùn)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；第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)2、風(fēng)流紊亂的原因、規(guī)律及其防治第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)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(jī)作用風(fēng)壓方向相反。當(dāng)火風(fēng)壓等于主要通風(fēng)機(jī)分配到該分支壓力時(shí)，該分支的風(fēng)流就會(huì)停滯；當(dāng)火風(fēng)壓大于該分支的壓力時(shí)，該分支的風(fēng)流就會(huì)反向。主干風(fēng)路風(fēng)阻及其產(chǎn)生的火風(fēng)壓一定時(shí)，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(shì)，降低火風(fēng)壓；增大主要通風(fēng)機(jī)分配到該分支上的壓力。

第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)2）下行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)

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(huì)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(jī)風(fēng)壓作用于主干風(fēng)路的風(fēng)壓小。第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)3）風(fēng)流逆退的原因、規(guī)律及其防治第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)四、災(zāi)變時(shí)期風(fēng)流控制

1、礦井發(fā)火時(shí)對(duì)通風(fēng)制度的基體要求是：１）保護(hù)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(kuò)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(dá)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(hù)創(chuàng)造條件。第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)四、災(zāi)變時(shí)期風(fēng)流控制第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)四、災(zāi)變時(shí)期風(fēng)流控制

2、火災(zāi)時(shí)常用的通風(fēng)制度有以下幾種：