《礦井通風(fēng)與安全》課件

第十一章礦井火災(zāi)《礦井通風(fēng)與安全》第十一章礦井火災(zāi)《礦井通風(fēng)與安全》111.1概述礦井火災(zāi)是指發(fā)生在礦井井下或地面井口附近、威脅礦井安全生產(chǎn)、形成災(zāi)害的一切非控制燃燒，是煤礦生產(chǎn)中的主要自然災(zāi)害之一。礦井火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展不僅會(huì)燒毀大量的煤炭資源和設(shè)備，而且產(chǎn)生大量的高溫?zé)熈骱陀泻怏w，危及井下工作人員的生命安全，有時(shí)還誘發(fā)瓦斯、煤塵爆炸，進(jìn)一步擴(kuò)大其災(zāi)難性。礦井火災(zāi)按引火熱源分外源火災(zāi)自燃火災(zāi)11.1概述礦井火災(zāi)是指發(fā)生在礦井井下或地面井口附近、威脅11.2礦井外源火災(zāi)一切能夠產(chǎn)生高溫、明火、火花的以及由可燃材料制成的器材和設(shè)備，如使用不當(dāng)都可能引起外因火災(zāi)。隨著科技的發(fā)展，礦井開采技術(shù)不斷進(jìn)步和開采環(huán)境的不斷改善，但礦井火災(zāi)與爆炸災(zāi)害并沒有呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。究其原因，一是更多的新材料，包括各種樹脂、塑料、液體燃料和液壓機(jī)液等應(yīng)用到礦井中，另外就是機(jī)械化程度不斷提高，機(jī)電設(shè)備增多，這些都增加了火災(zāi)的發(fā)生概率?，F(xiàn)在礦井災(zāi)害事故中犧牲的人員絕大多數(shù)是在礦井火災(zāi)和爆炸事故中喪生的，因此，礦井火災(zāi)的防治一直是采礦安全關(guān)注的重點(diǎn)。11.2礦井外源火災(zāi)一切能夠產(chǎn)生高溫、明火、火花的以及2002年國(guó)有重點(diǎn)煤礦事故嚴(yán)重度的統(tǒng)計(jì)瓦斯火災(zāi)水災(zāi)2002年國(guó)有重點(diǎn)煤礦事故嚴(yán)重度的統(tǒng)計(jì)瓦斯一、外源火災(zāi)特性1、火災(zāi)三要素產(chǎn)生外源火災(zāi)的三個(gè)必要條件是：有可燃物存在、有足夠的氧氣和足以引起火災(zāi)的熱源。這也稱火災(zāi)三要素，缺少任何一個(gè)要素，火災(zāi)都不能發(fā)生，或者正在發(fā)生的火災(zāi)也會(huì)熄滅?？扇嘉镌礋嵫鯕庖?、外源火災(zāi)特性1、火災(zāi)三要素可燃物源熱氧氣2、火災(zāi)的燃燒類型擴(kuò)散燃燒（DiffusionCombustion）是高濃度的可燃?xì)怏w與空氣邊混合邊燃燒的燃燒現(xiàn)象。

預(yù)混燃燒（PremixedCombustion）是可燃?xì)怏w與空氣預(yù)先混合好后的燃燒

2、火災(zāi)的燃燒類型擴(kuò)散燃燒（DiffusionCombus富氧燃燒和富燃料燃燒富氧燃燒(Oxygen-richfire)是氧氣的供給量大于或接近于燃燒所需要的氧氣量的燃燒。富燃料燃燒(Fuel-richfires)

是氧氣的供給量低于燃燒所需要的氧氣量的燃燒。富氧燃燒和富燃料燃燒富氧燃燒(Oxygen-richf回燃受限空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，當(dāng)空氣供應(yīng)不足時(shí)，由可燃物分解的可燃組分進(jìn)入到煙流中因缺氧而不能燃燒，此時(shí)即為富燃料燃燒狀態(tài)，當(dāng)富燃料燃燒的高溫可燃?xì)怏w遇新鮮空氣時(shí)發(fā)生的突然燃燒，稱作回燃。

回燃受限空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，當(dāng)空氣供應(yīng)不足時(shí)，由可燃物分解的可什么是回燃？回燃的發(fā)展過程火沒了，可以進(jìn)去了熱煙氣空氣重力流門著火了什么是回燃？回燃的發(fā)展過程火沒了，可以進(jìn)去了熱煙氣空氣重力流富燃料燃燒實(shí)驗(yàn)（“跳蛙”現(xiàn)象）富燃料燃燒實(shí)驗(yàn)（“跳蛙”現(xiàn)象）火風(fēng)壓（浮力效應(yīng)）礦井發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)的熱力作用會(huì)使空氣的溫度增高而發(fā)生膨脹，密度小的熱空氣在有高差的巷道中就會(huì)產(chǎn)生一種浮升力，這個(gè)浮升力的大小與巷道的高差及火災(zāi)前后的空氣密度差有關(guān)。在地面建筑中這種現(xiàn)象也很普遍，被稱為煙囪效應(yīng)，即通常室內(nèi)空氣的密度比外界小，這便產(chǎn)生了使氣體向上運(yùn)動(dòng)的浮力，尤其是高層建筑中的許多豎井，如樓梯井、電梯井等，氣體的上升運(yùn)動(dòng)十分顯著，這種現(xiàn)象有時(shí)也叫熱風(fēng)壓?；痫L(fēng)壓（浮力效應(yīng)）礦井發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)的熱力作用會(huì)使空氣火風(fēng)壓（浮力效應(yīng)）在礦井中，火災(zāi)產(chǎn)生的熱動(dòng)力是一種浮升力，這種浮力效應(yīng)(Thebuoyancyeffect)就被稱為火風(fēng)壓。火風(fēng)壓就是高溫?zé)熈鹘?jīng)傾斜或垂直的井巷時(shí)產(chǎn)生的自然風(fēng)壓的增量?；痫L(fēng)壓與礦井自然風(fēng)壓的產(chǎn)生機(jī)制是一致的，都是在傾斜和垂直的巷道上出現(xiàn)的空氣的密度差所至，只是使空氣密度發(fā)生變化的熱源不同，故這二者都可稱為熱風(fēng)壓。礦井發(fā)生火災(zāi)后，由于火風(fēng)壓的作用會(huì)改變?cè)L(fēng)系統(tǒng)中壓力的分布和風(fēng)量的分配，即可能使通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流發(fā)生紊亂，擴(kuò)大事故范圍，造成更為嚴(yán)重的損失。

火風(fēng)壓（浮力效應(yīng)）在礦井中，火災(zāi)產(chǎn)生的熱動(dòng)力是一種浮升力火風(fēng)壓的計(jì)算火風(fēng)壓的計(jì)算火風(fēng)壓的作用在風(fēng)路中發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火風(fēng)壓的作用只有在高溫?zé)熈髁鹘?jīng)的上行或下行巷道里才能表現(xiàn)出來。高溫火煙對(duì)礦井通風(fēng)的影響就好象在其流過的上行或下行巷道里安設(shè)了局部通風(fēng)機(jī)一樣，它們的作用方向在上行風(fēng)路中與煙流方向相同，在下行風(fēng)路中則相反?；痫L(fēng)壓的作用在風(fēng)路中發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火風(fēng)壓的作用只有在高溫?zé)煿?jié)流效應(yīng)（TheChokeeffect）節(jié)流效應(yīng)是礦井火災(zāi)過程中的一種典型現(xiàn)象。礦井火災(zāi)時(shí)期，由于火煙的熱力作用等的影響，主干風(fēng)路以及旁側(cè)支路中的風(fēng)量往往會(huì)隨著火勢(shì)的發(fā)展而發(fā)生變化。如果由于火災(zāi)的發(fā)生，主干風(fēng)路的進(jìn)風(fēng)量可能下降，這種現(xiàn)象稱之為節(jié)流效應(yīng)。節(jié)流效應(yīng)（TheChokeeffect）節(jié)流效應(yīng)是礦火災(zāi)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響

1、煙流逆退（rollback）2、風(fēng)（煙）流逆轉(zhuǎn)

火災(zāi)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響1、煙流逆退（rollback）《礦井通風(fēng)與安全》課件案例1990年5月8日，某礦在下行進(jìn)風(fēng)膠帶斜井兩段膠帶搭接處發(fā)生了一起重大膠帶火災(zāi)事故，火災(zāi)產(chǎn)生的火風(fēng)壓造成了進(jìn)風(fēng)斜井的風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，從而擴(kuò)大了事故的損失，共造成了80人死亡。案例1990年5月8日，某礦在下行進(jìn)風(fēng)膠帶斜井兩段膠帶搭事故分析事故初期搶險(xiǎn)救災(zāi)決策失誤。作為下行通風(fēng)的運(yùn)輸機(jī)斜井發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火風(fēng)壓的作用與主要通風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)壓作用相反，極易造成風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)；此外，作為一般的救災(zāi)原則，當(dāng)進(jìn)風(fēng)井筒中發(fā)生火災(zāi)時(shí)，必須采取反風(fēng)或停止主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的措施。當(dāng)時(shí)的救災(zāi)決策者因救災(zāi)心切盲目帶領(lǐng)救護(hù)隊(duì)員進(jìn)入發(fā)火膠帶斜井救災(zāi)。礦井缺乏抗災(zāi)能力。事故發(fā)生時(shí)，礦井不能反風(fēng)；在編制的礦井災(zāi)害預(yù)防計(jì)劃中，沒有提出運(yùn)輸機(jī)膠帶斜井的預(yù)防火災(zāi)措施。事故分析事故初期搶險(xiǎn)救災(zāi)決策失誤。作為下行通風(fēng)的運(yùn)輸機(jī)斜井發(fā)事故分析缺乏安全意識(shí)，防火設(shè)施和措施不落實(shí)：長(zhǎng)期使用非阻燃膠帶；地面水池設(shè)計(jì)要求容量200m3,但實(shí)際容量10m3；滅火工具不配套，只有砂箱沒有鐵鍬；改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中有防火門，但并未施工；第一臺(tái)膠帶機(jī)交付使用時(shí)沒有鋪設(shè)供水管路；井下電、氣焊安全措施制定不完善，審批不嚴(yán)，在作業(yè)地點(diǎn)膠末、膠條等易燃物清理不徹底的情況下進(jìn)行氣焊；作業(yè)地點(diǎn)沒有灑水措施。缺乏必要的安全教育，工人沒有學(xué)習(xí)安全措施就工作；災(zāi)害時(shí)不會(huì)使用消防器材；沒有配備自救器，致使人員傷亡嚴(yán)重。事故分析缺乏安全意識(shí)，防火設(shè)施和措施不落實(shí)：長(zhǎng)期使用非阻燃膠11.3煤炭自燃我國(guó)存在有煤炭自燃的礦井占礦井總數(shù)的56%，具有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層占累計(jì)可采煤層數(shù)的60%；煤炭自燃而引起的火災(zāi)占礦井火災(zāi)總數(shù)的85～90%。近年來我國(guó)廣泛采用綜采放頂煤開采技術(shù)，使生產(chǎn)效率大幅提高。但這種采煤方法采空區(qū)遺留殘煤多、冒落高度大、漏風(fēng)嚴(yán)重，使得自然火災(zāi)發(fā)生頻繁，常常價(jià)值幾千萬元的綜采裝備被封閉在火區(qū)中，此外還使大量的煤炭被火區(qū)凍結(jié)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。煤炭自燃已成為制約高產(chǎn)高效礦井安全生產(chǎn)與發(fā)展的主要因素之一。11.3煤炭自燃我國(guó)存在有煤炭自燃的礦井占礦井總數(shù)的5煤炭自然發(fā)火機(jī)理早在1862年，德國(guó)人戈朗布曼（Grumbman）發(fā)表了第一篇關(guān)于煤炭自燃起因的文章。一百多年來，人們提出了若干學(xué)說來解釋煤的自燃，如黃鐵礦作用、細(xì)菌作用、酚基作用，煤氧復(fù)合作用等學(xué)說。黃鐵礦作用學(xué)說認(rèn)為煤的自燃是由于煤層中的黃鐵礦(FeS2)與空氣中的水份和氧相互作用、發(fā)生熱反應(yīng)而引起的。煤炭自然發(fā)火機(jī)理煤炭自然發(fā)火機(jī)理細(xì)菌作用學(xué)說認(rèn)為，在細(xì)菌作用下，煤在發(fā)酵過程中放出一定熱量對(duì)煤自熱起了決定性作用。酚基作用學(xué)說認(rèn)為，煤的自熱是由于煤體內(nèi)不飽和的酚基化合物強(qiáng)烈地吸附空氣中的氧，同時(shí)放出一定量的熱量而造成的。煤氧復(fù)合作用學(xué)說認(rèn)為，原始煤體自暴露于空氣中后，與氧氣結(jié)合，發(fā)生氧化并產(chǎn)生熱量，當(dāng)具備適宜的儲(chǔ)熱條件，就開始升溫，最終導(dǎo)致煤的自燃。煤炭自然發(fā)火機(jī)理煤炭自燃過程根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，人們認(rèn)為煤炭的氧化和自燃是基一鏈反應(yīng)。煤炭自燃過程大體分為3個(gè)階段：①潛伏期；②自熱期；②燃燒期。煤炭自燃過程根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，人們認(rèn)為煤炭的氧化和自燃自熱溫度（Self-heatingtemperature，SHT）自熱溫度也稱臨界溫度，是能使煤自發(fā)燃燒的最低溫度。一旦達(dá)到了該溫度點(diǎn)，煤氧化的產(chǎn)熱與煤所在環(huán)境的散熱就失去了平衡，即產(chǎn)熱量將高于散熱量，就會(huì)導(dǎo)致煤與環(huán)境溫度的上升，從而又加速了煤的氧化速度并又產(chǎn)生更多的熱量，直至煤自燃起來。煤的自熱溫度與煤的產(chǎn)熱能力和蓄熱環(huán)境有關(guān)，對(duì)于具有相同產(chǎn)熱能力的煤，煤的自熱溫度也是不同的，主要取決于煤所在的散熱環(huán)境。因此應(yīng)注意即使是同一種煤，其自熱溫度不是一個(gè)常量，受散熱（蓄熱）環(huán)境影響很大。

自熱溫度（Self-heatingtemperature，煤的著火點(diǎn)溫度自熱期的發(fā)展有可能使煤溫上升到著火溫度(Ts)而導(dǎo)致自燃。煤的著火點(diǎn)溫度由于煤種不同而變化無煙煤一般為400℃煙煤為320～380℃褐煤為270～350℃。煤的著火點(diǎn)溫度自熱期的發(fā)展有可能使煤溫上升到著火溫度(Ts)煤炭自燃的條件煤具有自燃傾向性有連續(xù)的供氧條件熱量易于積聚煤炭自燃的條件煤具有自燃傾向性影響煤炭自然發(fā)火的因素（1）煤的變質(zhì)程度煤的變質(zhì)過程伴隨著煤分子結(jié)構(gòu)的變化，碳化程度越高，煤體內(nèi)含有的活性結(jié)構(gòu)越少。所以煤的變質(zhì)程度是煤自燃傾向性的決定性因素?，F(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)表面，褐煤最易自燃，無煙煤最不易自燃，煙煤介于二者之間。煙煤的煤化度低于無煙煤而高于褐煤，因燃燒時(shí)煙多而得名。根據(jù)煤化度的不同，我國(guó)將其劃分為長(zhǎng)焰煤、不黏煤、弱黏煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤和貧煤等。影響煤炭自然發(fā)火的因素（1）煤的變質(zhì)程度影響煤炭自然發(fā)火的因素（2）煤巖成分煤巖成分一般分為絲煤、暗煤、亮煤和鏡煤四種。不同的煤巖成分有著不同的氧化性。在低溫下，絲煤吸氧最多，但是，隨著溫度的升高，鏡煤吸附氧能力最強(qiáng)，其次是亮煤，暗煤最難于自燃。鏡煤與亮煤脆性大，易破碎，而且灰分少，在其次生的裂隙中常伴有黃鐵礦，開采中易碎裂為微細(xì)的顆粒，細(xì)微狀的煤?；螯S鐵礦都有較高的自燃氧化特性，因此它的氧化接觸面積大，著火溫度低。故鏡煤與亮煤在絲煤吸附氧化升溫的促使誘導(dǎo)下很容易自燃。影響煤炭自然發(fā)火的因素（2）煤巖成分影響煤炭自然發(fā)火的因素（3）煤的含硫量硫在煤中有三種存在形式：硫化鐵即黃鐵礦(FeS2)、有機(jī)硫以及硫酸鹽。對(duì)煤自燃起主導(dǎo)作用的是黃鐵礦。黃鐵礦的比熱小，它與煤吸附相同的氧量而溫度的增值比煤大3倍。黃鐵礦在低溫氧化時(shí)產(chǎn)生硫酸鐵和硫酸亞鐵，體積增大，使煤體膨脹而變得松散，增大了氧化表面積，而且其分解產(chǎn)物比煤的吸氧性更強(qiáng)，能將吸附的氧轉(zhuǎn)讓給煤粒使之發(fā)生氧化。在煤中含黃鐵礦越多，就越易自燃。我國(guó)西南主要礦區(qū)的統(tǒng)計(jì)資料表明，含硫3%以上的煤層均為自然發(fā)火煤層。影響煤炭自然發(fā)火的因素（3）煤的含硫量影響煤炭自然發(fā)火的因素（4）煤的粒度、孔隙特性和破碎程度完整的煤體一般不會(huì)發(fā)生自燃，一旦受壓破裂，呈破碎狀態(tài)存在，其自燃性能顯著提高。這是因?yàn)槠扑榈拿禾坎粌H與氧接觸的表面積增大，而且著火溫度也明顯降低。有人研究，當(dāng)煤粒度小于1mm時(shí)氧化速率與粒徑無關(guān)，并認(rèn)為孔徑大于100?的孔在煤氧化中起重要作用。根據(jù)波蘭的試驗(yàn)，當(dāng)煙煤的粒度直徑為1.5～2mm時(shí)，其著火點(diǎn)溫度大多在330～360℃；粒度直徑小于1mm以下時(shí)，著火點(diǎn)溫度可能降低到190～220℃。因此，可以說，煤的自燃性隨著其孔隙率、破碎度的增加而上升。影響煤炭自然發(fā)火的因素（4）煤的粒度、孔隙特性和破碎程度影響煤炭自然發(fā)火的因素（5）煤的瓦斯含量瓦斯或者其它氣體含量較高的煤，由于其內(nèi)表面含有大量的吸附瓦斯，使煤與空氣隔離，氧氣不易與煤表面發(fā)生接觸，也就不易與煤進(jìn)行復(fù)合氧化，使煤炭自燃的潛伏期加長(zhǎng)。當(dāng)煤中殘余瓦斯量大于5m3/t時(shí)，煤往往難以自燃。但是隨著瓦斯的放散，煤與氧就更易結(jié)合。影響煤炭自然發(fā)火的因素（5）煤的瓦斯含量影響煤炭自然發(fā)火的因素水分對(duì)煤炭自燃過程的影響有兩個(gè)相互對(duì)立的過程。首先，煤炭中的水分在初期階段會(huì)因?yàn)檎舭l(fā)作用而散失，因此，一部分熱量就會(huì)以水分潛熱的形式被水蒸氣帶走，這就有阻止煤體溫度升高的趨勢(shì)。另一方面，煤體也會(huì)從空氣中吸收水分。這就是所謂的吸收熱（有時(shí)也叫濕潤(rùn)熱）會(huì)促使煤的溫度升高。水分對(duì)煤的總的作用就取決于這兩種過程誰占主導(dǎo)地位。影響煤炭自然發(fā)火的因素水分對(duì)煤炭自燃過程的影響有兩個(gè)相互對(duì)立煤炭自燃傾向性煤炭自燃傾向性是煤的一種自然屬性，它取決于煤在常溫下的氧化能力和發(fā)熱能力，是煤發(fā)生自燃能力總的量度。不同的煤，其自燃傾向性不同。所以，掌握煤的自燃傾向性非常重要。它不僅是恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)采煤方法，選擇采區(qū)規(guī)模，合理設(shè)計(jì)礦井通風(fēng)和風(fēng)壓條件的重要依據(jù)之一，也是采取適當(dāng)措施存儲(chǔ)的重要依據(jù)。我國(guó)將煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不易自燃三類。煤礦礦井必須根據(jù)煤自燃傾向性的分類等級(jí)而采取相應(yīng)的煤防治措施?！兑?guī)程》要求必須對(duì)新建礦井與生產(chǎn)礦井延深新水平的所有煤層的自燃傾向性進(jìn)行鑒定。煤炭自燃傾向性煤炭自燃傾向性是煤的一種自然屬性，它取決于煤在煤的自燃傾向性測(cè)定方法我國(guó)從20世紀(jì)50年代初期即開展對(duì)煤炭自燃傾向性的研究，先后采用了著火點(diǎn)溫度降低值法、雙氧水法及靜態(tài)容量吸氧法進(jìn)行研究在90年代初，開始采用吸氧量法，即用雙氣路氣相色譜儀動(dòng)態(tài)吸氧的方法。煤的自燃傾向性測(cè)定方法我國(guó)從20世紀(jì)50年代初期即開展對(duì)煤炭動(dòng)態(tài)吸氧測(cè)定方法30℃常壓煤的吸氧量煤炭自燃傾向性分類表（褐煤、煙煤類30℃常壓煤的吸氧量）I容易自燃≥0.71cm3·g-1II自燃=0.41～0.70cm3·g-1III不易自燃≤0.40cm3·g-1煤炭自燃傾向性分類表（無煙煤）I容易自燃≥1.00cm3·g-1II自燃=0.81-0.99cm3·g-1III不易自燃≤0.8cm3·g-1動(dòng)態(tài)吸氧測(cè)定方法30℃常壓煤的測(cè)試技術(shù)的國(guó)際調(diào)研測(cè)試技術(shù)的國(guó)際調(diào)研調(diào)研結(jié)果研究機(jī)構(gòu)聯(lián)系人主要方法澳SIMTARSDrFionaClarkson自熱溫度法（SHT）；絕熱R70測(cè)試；氣體成分分析；傳統(tǒng)交叉點(diǎn)溫度法新西蘭Auckland大學(xué)ChenXD新交叉點(diǎn)溫度法

英國(guó)Leeds大學(xué)ACMcIntoshF-K法和新交叉點(diǎn)溫度法英國(guó)Aberdeen大學(xué)工程學(xué)院

JCJones改進(jìn)的HR方法；微型量熱計(jì)法

波蘭Crowkov礦院AndrzejStruminskiWOlpinskii，活化能法調(diào)研結(jié)果研究機(jī)構(gòu)聯(lián)系人主要方法澳SIMTARSDrFio調(diào)研結(jié)果德國(guó)UniversityofBayreuthAndreasJessIgnitionpointmethod美國(guó)MSHA

AlexSmith

自熱溫度法（SHT）加拿大能源與礦業(yè)部

Krivokuca無，（低硫煤）土爾其中東技術(shù)大學(xué)

TevfikGüyaguler

交叉點(diǎn)溫度法印度中央采礦所SCBanerjee傳統(tǒng)交叉點(diǎn)溫度法日本九洲大學(xué)

MasahiroInoue無

煤科總院撫順分院錢國(guó)胤流態(tài)色譜吸氧法調(diào)研結(jié)果德國(guó)UniversityofBayreuthA調(diào)研的結(jié)論世界各國(guó)采用的方法不盡相同，有SHT，R70，CPT，HR，F(xiàn)-K等方法各國(guó)在自燃傾向性測(cè)試方法研究的力度與深度與各國(guó)遭受煤自燃災(zāi)害的嚴(yán)重程度相關(guān)各國(guó)采用的測(cè)試方法基本上都與煤樣的溫度變化過程有關(guān)中國(guó)目前采用的方法是恒溫情況下的，與煤樣的溫度變化過程無關(guān)，只是考慮恒溫下的吸附氧量調(diào)研的結(jié)論世界各國(guó)采用的方法不盡相同，有SHT，R70，CP煤的自燃發(fā)火期煤的自然發(fā)火期：對(duì)一定的煤，在具有供氧和蓄熱環(huán)境的條件下，產(chǎn)生自然發(fā)火需要的時(shí)間，一般用月表示。這里談的時(shí)間是煤炭暴露在有氧和可蓄熱環(huán)境條件的時(shí)間。煤的自燃發(fā)火期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。包括煤的自燃傾向性（內(nèi)因），也反映了煤炭開采的外因條件（漏風(fēng)，管理，開采條件）。煤的自燃發(fā)火期煤的自然發(fā)火期：對(duì)一定的煤，在具有供氧和蓄熱環(huán)煤炭自燃早期識(shí)別與預(yù)報(bào)煤炭自燃的發(fā)展有一個(gè)過程，如果能在自燃發(fā)展的初期發(fā)現(xiàn)它，對(duì)于阻止其發(fā)展，避免釀成火災(zāi)，十分重要。前述的煤炭自燃發(fā)展過程中各種物理與化學(xué)變化，是早期識(shí)別和預(yù)報(bào)的根據(jù)。識(shí)別的方法可歸為：（1）人的直接感覺；（2）測(cè)定礦內(nèi)空氣和圍巖的溫度；（3）測(cè)定礦內(nèi)空氣成分的變化；（4）物探測(cè)定方法。（5）氣味法（electricnose)煤炭自燃早期識(shí)別與預(yù)報(bào)煤炭自燃的發(fā)展有一個(gè)過程，如果能在自燃1、人的直接感覺利用人的感觀進(jìn)行探測(cè)是最簡(jiǎn)便的方法，雖然常帶有一定的主觀性，但是這種方法仍然比較可靠。嗅覺：煤油味、汽油味和輕微芳香氣味的非飽和碳?xì)浠衔?。視覺：煤氧化產(chǎn)生的水蒸氣，及其在附近煤巖體表面凝結(jié)成水珠(俗稱為“掛汗”)，在煤炭自燃的最后階段出現(xiàn)的煙霧。感(觸)覺：煤炭自燃或自熱、可燃物燃燒會(huì)使環(huán)境溫度升高，并可能使附近空氣中的氧濃度降低，CO2等有害氣體增加，所以當(dāng)人們接近火源時(shí)，會(huì)有頭痛、悶熱、精神疲乏等不適之感。1、人的直接感覺利用人的感觀進(jìn)行探測(cè)是最簡(jiǎn)便的方法，雖然常2、測(cè)定礦內(nèi)空氣和圍巖溫度

直接測(cè)定是將測(cè)溫傳感器直接放入測(cè)溫鉆孔中或埋在采空區(qū)內(nèi)測(cè)定煤巖體溫度，常采用的是熱電偶和熱敏電阻。間接測(cè)溫方法主要有無線電測(cè)溫儀、測(cè)氣味法和紅外輻射儀等方法。無線電測(cè)溫方法是將含有熱記錄裝置的無線電傳感器埋入采空區(qū)，根據(jù)測(cè)得的熱量發(fā)射出無線電信號(hào)。氣味劑法是將含有低沸點(diǎn)和高蒸汽壓并具有濃烈氣味的液態(tài)物質(zhì)，如硫醇和紫羅蘭酮等，將其封裝在膠囊中，在設(shè)定的高溫下，膠囊破裂而發(fā)出氣味。紅外輻射測(cè)溫則是通過測(cè)定巷道壁面的紅外輻射能量而測(cè)定出煤壁表面溫度。2、測(cè)定礦內(nèi)空氣和圍巖溫度直接測(cè)定是將測(cè)溫傳感器直接放入測(cè)2、測(cè)定礦內(nèi)空氣和圍巖溫度測(cè)溫法操作簡(jiǎn)便，結(jié)果可靠，但也存在局限性直接測(cè)溫由于采空區(qū)頂板的垮落或底板裂變易引起測(cè)溫儀表和導(dǎo)線的破壞和折斷，在用鋼套管保護(hù)也易被損壞。無線電傳感器受采空區(qū)高濕惡劣環(huán)境影響難以成功應(yīng)用氣味劑法因靠漏風(fēng)傳播氣味，移動(dòng)速度慢、分布區(qū)域小，較難測(cè)取當(dāng)火源離巷道表面較遠(yuǎn)時(shí)，紅外輻射測(cè)溫儀因接觸不到熱表面就無能為力熱測(cè)定面臨的最大問題還在于：由于煤體的熱傳導(dǎo)能力非常弱，熱量影響的范圍很小，有時(shí)鉆孔即使打到火源附近1m，也覺察不到火源的存在2、測(cè)定礦內(nèi)空氣和圍巖溫度測(cè)溫法操作簡(jiǎn)便，結(jié)果可靠，但也存在3、氣體分析法煤炭自熱過程中會(huì)產(chǎn)生CO、CO2、H2、H2O、烷烴等氣體成份，故氣體分析法被廣泛地用于煤炭早期自燃火災(zāi)的預(yù)測(cè)。由于火災(zāi)氣體中的主要成分是CO、CO2，自從20世紀(jì)初以來，這兩種氣體的變化量一直被用作分析火災(zāi)發(fā)展變化趨勢(shì)的主要指標(biāo)。將這些變化值除以氧氣的消耗量(—ΔO2)即可排除新鮮空氣的稀釋影響。這些參數(shù)的比值已被廣泛用來分析火災(zāi)的發(fā)展變化趨勢(shì)。3、氣體分析法煤炭自熱過程中會(huì)產(chǎn)生CO、CO2、H2、H2O煤炭自燃指標(biāo)氣體和煤溫的關(guān)系

Ethane乙烷Ethylene乙烯Propylene丙烯煤炭自燃指標(biāo)氣體和煤溫的關(guān)系Ethane乙烷氧氣的減少量(-ΔO2)判斷火災(zāi)的重要參數(shù)是氧氣的減少量，即-ΔO2。-ΔO2的測(cè)算基于兩個(gè)方面的假設(shè)空氣中的氧氣含量為20.93％，惰性氣體含量79.04％（0.3％的CO2氣體不包括在內(nèi)），包含除氮?dú)庖酝獾钠渌栊詺怏w視為氮?dú)狻；饏^(qū)中的氮?dú)鉀]有被消耗，也沒有被增加（除從空氣中增加的氮?dú)馔猓?。如果氧氣沒有被消耗，那么的比值應(yīng)該為20.93/79.04=0.2648，該比值不受其它新加入氣體的影響。對(duì)于在任何情況下O2和N2的量，可以算出原始O2的量為：0.2648N2。因此，消耗的氧氣量，或者說氧氣的差值即可以得到％氧氣的減少量(-ΔO2)判斷火災(zāi)的重要參數(shù)是氧氣的減少量，即一氧化碳的增加量(+ΔCO)與一氧化碳指數(shù)

CO生成溫度低，生成量大，其生成量隨溫度升高按指數(shù)規(guī)律增加，是預(yù)報(bào)煤炭自燃火災(zāi)較靈敏的指標(biāo)之一。英國(guó)學(xué)者格雷哈姆（IvonGraham）最先提出CO/ΔO2指標(biāo)，即格雷哈姆比值（Graham’sRatio），或CO指數(shù)（ICO）。Graham比值判別煤炭初始自熱現(xiàn)象，比其它標(biāo)志性氣體早數(shù)周時(shí)間。該比值最明顯的優(yōu)點(diǎn)是不因供風(fēng)量而變化，因?yàn)楣╋L(fēng)量對(duì)該比值的分子和分母的影響都是一樣的。一氧化碳的增加量(+ΔCO)與一氧化碳指數(shù)CO生成溫度低，一氧化碳的增加量(+ΔCO)與一氧化碳指數(shù)Graham比值也有不足。首先，該比值的在氧氣消耗量很小的情況下精度很低。這個(gè)缺點(diǎn)也存在于其它含有氧氣消耗量的判別指數(shù)中。第二，該比值還受到那些不是因火災(zāi)而產(chǎn)生的CO的影響，包括從其它采空區(qū)運(yùn)移過來的CO，或者進(jìn)入火區(qū)的空氣本身就含有一定量的CO。一般情況Graham比值小于0.5％。如果Graham比值持續(xù)上升并且超過0.5％的話，就表明該礦井中有自熱現(xiàn)象發(fā)生。一氧化碳的增加量(+ΔCO)與一氧化碳指數(shù)Graham比值也二氧化碳的增加量(+ΔC02)與二氧化碳指數(shù)在火災(zāi)中，會(huì)產(chǎn)生大量的CO2，CO2/ΔO2的值比CO/ΔO2要大。當(dāng)火災(zāi)由陰燃轉(zhuǎn)為明火燃燒時(shí)，原來產(chǎn)生的CO燃燒成為CO2。因此，如果同時(shí)發(fā)生CO2/ΔO2升高和CO/ΔO2降低的現(xiàn)象時(shí)，就表明火災(zāi)還在進(jìn)一步的發(fā)展。因?yàn)檫@兩個(gè)比值的分母相同，所以CO和CO2在直線圖上的具有相同的發(fā)展趨勢(shì)。CO2指數(shù)與CO指數(shù)具有相同的缺點(diǎn)。另外，CO2會(huì)溶于水中，還受到固體對(duì)其吸附的影響，還會(huì)與火區(qū)中的氣體及其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。二氧化碳的增加量(+ΔC02)與二氧化碳指數(shù)在火災(zāi)中，會(huì)產(chǎn)生碳氧化物比值（CO/CO2）碳氧化物比值被用來指示火災(zāi)的發(fā)展?fàn)顩r，在火災(zāi)初期階段碳氧化物比值上升，在充分燃燒階段，該值保持為一個(gè)常數(shù)。但是，當(dāng)火災(zāi)形成富燃料燃燒時(shí)，CO/CO2值將會(huì)快速上升，并且該值也是指示富燃料燃燒較好的指標(biāo)。該指標(biāo)還不受進(jìn)風(fēng)流、瓦斯和注氮的影響，因此廣受歡迎（Mitchell，1990）。很明顯，該指標(biāo)會(huì)受到不是由于火災(zāi)而產(chǎn)生的CO和CO2的影響。碳氧化物比值（CO/CO2）碳氧化物比值被用來指示火災(zāi)的發(fā)展連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)11.4自燃火災(zāi)的預(yù)防一、開拓開采技術(shù)措施合理進(jìn)行巷道布置堅(jiān)持正規(guī)地開采和合理的開采順序減少煤體破碎二、防止漏風(fēng)沿空巷道掛簾布利用飛灰充填帶隔絕采空區(qū)利用水砂充填帶隔離采空區(qū)利用可塑性膠泥堵塞漏風(fēng)采取“均壓”措施，減少漏風(fēng)避免過度抽放11.4自燃火災(zāi)的預(yù)防一、開拓開采技術(shù)措施三、均壓防滅火均壓防滅火是采用風(fēng)窗、風(fēng)機(jī)、連通管、調(diào)壓氣室等調(diào)壓手段，改變通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的壓力分布，降低漏風(fēng)通道兩端的壓差，減少漏風(fēng)，從而達(dá)到抑制和熄滅火區(qū)的目的。均壓技術(shù)是在20世紀(jì)50年代由波蘭漢·貝斯特朗（H.Bystron）教授首先提出。均壓（“以風(fēng)治火”），簡(jiǎn)單，成本最低，控制火勢(shì)的發(fā)展常常立竿見影，深受現(xiàn)場(chǎng)歡迎。根據(jù)煤礦井下煤炭自燃發(fā)火區(qū)域是否封閉，均壓技術(shù)可分為開區(qū)均壓和閉區(qū)均壓兩種類型。三、均壓防滅火均壓防滅火是采用風(fēng)窗、風(fēng)機(jī)、連通管、調(diào)壓氣室等1、開區(qū)均壓開區(qū)均壓通常是指在生產(chǎn)工作面建立的均壓系統(tǒng)，其特點(diǎn)是在保證工作面所需通風(fēng)風(fēng)量的條件下，通過通風(fēng)調(diào)節(jié)實(shí)施，盡量減少向采空區(qū)漏風(fēng)，抑制煤的自燃，防止CO等有毒有害氣體涌入工作面，從而保證正常生產(chǎn)的進(jìn)行。漏風(fēng)通道和工作面周圍的通道可以形成多種風(fēng)流流動(dòng)方式(如并聯(lián)、角聯(lián)和復(fù)雜聯(lián)等)，開區(qū)均壓也有幾種不同類型。1、開區(qū)均壓開區(qū)均壓通常是指在生產(chǎn)工作面建立的均壓系統(tǒng)，其特（1）調(diào)節(jié)風(fēng)窗均壓

適用于工作面采空區(qū)內(nèi)形成的并聯(lián)漏風(fēng)方式。通常在工作面的回風(fēng)巷內(nèi)安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，使工作面內(nèi)的風(fēng)流壓力提高，以降低工作面與采空區(qū)的壓差，從而減少采空區(qū)中氣體涌出。適用于采空區(qū)內(nèi)已有自燃跡象，并抑制采空區(qū)中的火災(zāi)氣體（一氧化碳等）涌到工作面，威脅工作面的安全生產(chǎn)。安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗后，通風(fēng)巷道的壓力如圖所示。（1）調(diào)節(jié)風(fēng)窗均壓適用于工作面采空區(qū)內(nèi)形成的并聯(lián)漏風(fēng)方式。（1）調(diào)節(jié)風(fēng)窗均壓123A4（1）調(diào)節(jié)風(fēng)窗均壓12（2）局部通風(fēng)機(jī)均壓有時(shí)為提高風(fēng)路的壓力，需在風(fēng)路上安設(shè)帶風(fēng)門的風(fēng)機(jī)（即輔助通風(fēng)機(jī)），利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的增風(fēng)作用，改變風(fēng)路上的壓力分布，達(dá)到均壓的目的。下圖為局部通風(fēng)機(jī)調(diào)壓原理（2）局部通風(fēng)機(jī)均壓（3）調(diào)節(jié)風(fēng)窗與局部通風(fēng)機(jī)聯(lián)合均壓工作面采空區(qū)內(nèi)部的漏風(fēng)通道有時(shí)是比較復(fù)雜的，當(dāng)相鄰為采空區(qū)是，還有外部漏風(fēng)，這些最后都要經(jīng)過經(jīng)回采工作面上隅角排出。因此采空區(qū)的自燃征兆往往是從上隅角表現(xiàn)出來的。調(diào)節(jié)風(fēng)門與扇風(fēng)機(jī)聯(lián)合均壓常常采用工作面進(jìn)風(fēng)巷安設(shè)扇風(fēng)機(jī)而回風(fēng)巷安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門的聯(lián)合均壓措施。（3）調(diào)節(jié)風(fēng)窗與局部通風(fēng)機(jī)聯(lián)合均壓工作面采空區(qū)內(nèi)部的漏風(fēng)通道2、閉區(qū)均壓閉區(qū)均壓就是對(duì)已經(jīng)封閉的區(qū)域進(jìn)行均壓，它一方面可以防止封閉區(qū)中的煤炭自燃，又可加速封閉火區(qū)的熄滅速度。常用的閉區(qū)均壓主要技術(shù)措施有：并聯(lián)風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門聯(lián)合均壓調(diào)壓風(fēng)機(jī)與調(diào)節(jié)風(fēng)門聯(lián)合均壓連通管均壓2、閉區(qū)均壓閉區(qū)均壓就是對(duì)已經(jīng)封閉的區(qū)域進(jìn)行均壓，它一方面可并聯(lián)風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門聯(lián)合均壓

并聯(lián)風(fēng)路與調(diào)節(jié)風(fēng)門聯(lián)合均壓（2）調(diào)壓風(fēng)機(jī)與調(diào)節(jié)風(fēng)門聯(lián)合均壓（2）調(diào)壓風(fēng)機(jī)與調(diào)節(jié)風(fēng)門聯(lián)合均壓（3）連通管均壓（3）連通管均壓四、預(yù)防性灌漿四、預(yù)防性灌漿預(yù)防性灌漿方法預(yù)防性灌漿按與回采的關(guān)系分采前預(yù)灌、隨采隨灌和采后封閉灌漿三種。采前預(yù)灌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、特厚煤層。采后注漿是采空區(qū)封閉后，利用鉆孔向工作面后部采空區(qū)內(nèi)注漿。隨采隨灌則是隨著采煤工作面推進(jìn)的同時(shí)向有發(fā)火危險(xiǎn)的采空區(qū)灌漿，這是預(yù)防性灌漿采用的主要方法。隨采隨灌分為鉆孔灌漿、埋管灌漿和灑漿三種方式。預(yù)防性灌漿方法預(yù)防性灌漿按與回采的關(guān)系分采前預(yù)灌、隨采隨灌和（1）鉆孔灌漿從底板或鉆窩打鉆注漿（1）鉆孔灌漿從底板或鉆窩打鉆注漿（2）埋管注漿（2）埋管注漿（3）工作面灑漿或插管灌漿從回風(fēng)巷灌漿管上接出一段漿管，沿傾斜方向向采空區(qū)均勻地灑一層泥漿。灑漿量要充分，使采空區(qū)新冒落的矸石能均勻地為泥漿包圍。灑漿通常作為埋管灌漿的一種補(bǔ)充措施，使整個(gè)采空區(qū)特別是下半段也能灌到足夠的泥漿。對(duì)綜采工作面常采用插管灌漿的方式，即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，并分裝分支軟管和插管。將插管插入支架掩護(hù)梁后面的跨落巖石。

（3）工作面灑漿或插管灌漿從回風(fēng)巷灌漿管上接出一段漿管，沿傾五、阻化劑阻化劑也稱阻氧劑。將其溶液噴灑在采空區(qū)的煤壁或者煤塊上，具有阻止煤的氧化和防止煤的自燃的作用，因此稱為阻化劑。阻化劑包括如氯化鈣（CaCl2）、氯化鈉（NaCl）、氯化鎂（MgCl2）、水玻璃(Na2SiO3)等無機(jī)鹽類化合物。五、阻化劑阻化劑也稱阻氧劑。將其溶液噴灑在采空區(qū)的煤壁或者煤五、阻化劑該項(xiàng)防滅火技術(shù)是在60年代初發(fā)展起來的，在國(guó)外和國(guó)內(nèi)的一些礦井都進(jìn)行了應(yīng)用，取得了很好的效果。它是進(jìn)行煤礦防滅火的一個(gè)重要手段之一。阻化劑防火由于技術(shù)工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備少，成本低，防火效果好等優(yōu)點(diǎn)，在一些礦區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。五、阻化劑該項(xiàng)防滅火技術(shù)是在60年代初發(fā)展起來的，在國(guó)外和國(guó)六、惰性氣體可以被用作礦井防滅火的惰性氣體主要有CO2燃燒惰性氣體氮?dú)饬?、惰性氣體可以被用作礦井防滅火的惰性氣體主要有1、二氧化碳二氧化碳的密度相對(duì)于空氣是1.52，利用其密度大的特點(diǎn)可用來對(duì)付礦井中發(fā)生在位置較低處的火災(zāi)；但是，二氧化碳對(duì)控制水平和上行巷道或工作面的火災(zāi)效果就較差。二氧化碳作為惰性氣體防滅火存在以下不足：二氧化碳易溶于水，因此在潮濕的環(huán)境下要損失部分氣態(tài)二氧化碳。二氧化碳比較容易吸附在煤體和燒焦的煤炭上，甚至比瓦斯的吸附性更強(qiáng)。當(dāng)二氧化碳與燃燒成白熾的碳化物的表面相接觸時(shí)，二氧化碳就生成一氧化碳。二氧化碳的使用成本一般高于氮?dú)狻?、二氧化碳二氧化碳的密度相對(duì)于空氣是1.52，利用其密度大2、燃燒惰性氣體將火區(qū)封閉后，火區(qū)內(nèi)的氧氣將被消耗而成為煙氣。煙氣的主要成分是二氧化碳、氮?dú)夂退魵猓@樣的混合氣體可看作是窒息火區(qū)的惰性氣體，會(huì)使火區(qū)惰化，使火勢(shì)熄滅。但是，這樣的混合氣體可能含大量的可燃性氣體，如果有新鮮空氣進(jìn)入的話，就可能發(fā)生爆炸。直接利用火災(zāi)氣體滅火，因?qū)嶋H使用困難，很少采用；但可采用燃油燃燒的惰氣滅火。2、燃燒惰性氣體將火區(qū)封閉后，火區(qū)內(nèi)的氧氣將被消耗而成為煙氣2、燃燒惰性氣體目前，國(guó)內(nèi)外礦山救護(hù)隊(duì)一般裝備有用燃油燃燒的惰氣發(fā)生裝置。惰氣發(fā)生裝置的特點(diǎn)是產(chǎn)生的惰氣量大，如燃燒煤油的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)燃燒速率為0.7kg/s時(shí)，會(huì)產(chǎn)生30m3/s的惰性煙氣，發(fā)動(dòng)機(jī)在產(chǎn)生大量煙氣的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生大約30MW的電力，可以作其它用途。為使惰氣裝置滅火性能更優(yōu)，需用水對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻處理，經(jīng)冷卻的濕式惰氣注入火區(qū)，可快速控制火勢(shì)、窒息火區(qū)。2、燃燒惰性氣體目前，國(guó)內(nèi)外礦山救護(hù)隊(duì)一般裝備有用燃油燃燒的3、氮?dú)獾獨(dú)?http://homen.vsb.cz).捷克于1949年在Doubrava礦井最早使用氮?dú)鉁缁?。另外，如英?guó)、德國(guó)、法國(guó)、前蘇聯(lián)、保加利亞、印度、波蘭等國(guó)也較早使用了氮?dú)狻Ｔ诔爻合?，氮分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，很難與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它是一種良好的滅火用惰性氣體。理論與實(shí)踐表明，當(dāng)氧含量降低到5~10％時(shí)，可抑制煤的氧化自燃，而氧含量降低到3％以下時(shí)，則可以使煤炭燃燒熄滅并阻止其復(fù)燃。氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)以氮?dú)馄涮赜械奈锢硇再|(zhì)，豐富的氮?dú)赓Y源，簡(jiǎn)單的注氮工藝，使其成為自燃礦井不可或缺的防滅火技術(shù)。3、氮?dú)獾獨(dú)?http://homen.vsb.cz).現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

截至2004年7月31日，制氮裝置已累計(jì)向采空區(qū)注氮300萬m3（地面鉆孔的注氮量，不包括井下密閉的）采空區(qū)的氧含量持續(xù)低于5％。

鉆孔編號(hào)注漿量/m3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用截至2004年7月31日，制氮裝置已累計(jì)向采空區(qū)南四JXZD-700型制氮機(jī)南二DM-600型制氮機(jī)制氮機(jī)組南四JXZD-700型制氮機(jī)南二DM-600型制氮機(jī)制氮機(jī)（1）氮?dú)夥罍缁鸬膬?yōu)缺點(diǎn)氮?dú)夥罍缁鹩幸韵聝?yōu)點(diǎn)：①注入氮?dú)饪墒狗乐螀^(qū)域缺氧惰化，迅速滅火，并能為搶險(xiǎn)救災(zāi)工作提供較安全可靠的環(huán)境。②可使防治區(qū)域呈正壓，防止或杜絕新鮮空氣流入，以保持防治區(qū)域的氮?dú)舛杌?。③具有降溫作用。氮?dú)庠诠苈分袔狠斔?，在注氮口氮?dú)馀蛎浳鼰幔刹糠值匚彰禾垦趸傻臒崃?。④氮?dú)獗戎睾涂諝庀嘟?，易于和空氣混合，氮分子能滲入采空區(qū)的所有地點(diǎn)，擴(kuò)散半徑大，惰化覆蓋面廣。⑤注氮不污染防治區(qū)，無腐蝕或不損壞綜采設(shè)備。（1）氮?dú)夥罍缁鸬膬?yōu)缺點(diǎn)氮?dú)夥罍缁鹩幸韵聝?yōu)點(diǎn)：（1）氮?dú)夥罍缁鸬膬?yōu)缺點(diǎn)注氮防滅火有以下缺點(diǎn)：①氮?dú)庠诜乐螀^(qū)滯留的時(shí)間不是太長(zhǎng)，特別是存在漏風(fēng)通道的情況下，氮?dú)庖走z失，不能像泥漿那樣長(zhǎng)期起到防滅火作用。②注氮能迅速遏制火災(zāi)，但滅火降溫困難，使火區(qū)完全熄滅時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)。因此，注氮滅火的同時(shí)，要輔助其它滅火措施，處理殘火，以防復(fù)燃。③氮?dú)獗旧黼m無毒，但具有窒息性，對(duì)人體有害。井下作業(yè)場(chǎng)所所需氧含量下限值為19％，所以有氮?dú)庑孤┑墓ぷ鞯攸c(diǎn)的氧含量不得低于19％。（1）氮?dú)夥罍缁鸬膬?yōu)缺點(diǎn)注氮防滅火有以下缺點(diǎn)：（2）氮?dú)獾闹迫〉獨(dú)馐强諝庵械闹饕煞?，因此空氣為氮?dú)獾闹迫√峁┝巳≈槐M、用之不竭的來源。礦井防滅火工作中所用的氮?dú)?，都是通過對(duì)空氣中的氣體成分進(jìn)行分離而制取的。以往，它是制氧過程中的一種副產(chǎn)品，現(xiàn)在成為了主要生產(chǎn)目標(biāo)。對(duì)空氣進(jìn)行分離而制取氮、氧的基本方法有深冷空分、變壓吸附和膜分離方法三種工藝技術(shù)。（2）氮?dú)獾闹迫〉獨(dú)馐强諝庵械闹饕煞?，因此空氣為氮?dú)獾闹疲?）注氮工藝氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)的實(shí)質(zhì)是向工作面采空區(qū)注入氮?dú)?，使采空區(qū)氧化自燃帶惰化，使空氣中氧氣的體積濃度降至7％以下；要將陰燃完全熄滅時(shí)，氧氣濃度應(yīng)該低于2％。一般采取沿順槽埋管方式進(jìn)行注氮防火?？稍诠ぷ髅孢M(jìn)風(fēng)順槽外側(cè)巷幫敷設(shè)無縫鋼管，并埋入采空區(qū)內(nèi)。如采空區(qū)埋管兼作灌漿管時(shí)，則該埋管分別通過三通與注氮、灌漿管相連，根據(jù)需要，通過埋管注氮或灌漿。（3）注氮工藝氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)的實(shí)質(zhì)是向工作面采空區(qū)注入氮?dú)?，?）注氮工藝采空區(qū)埋管管路每隔一定距離預(yù)設(shè)氮?dú)忉尫趴?，其位置?yīng)高于煤層底板20~30cm，并采用石塊或木垛加以妥善保護(hù)，以免孔口堵塞。為控制注氮地點(diǎn)，提高注氮效果，可采用拉管移動(dòng)式注氮方式，即采用回柱絞車將埋管向外牽引，埋管移動(dòng)周期與工作面推進(jìn)速度保持同步，使注氮孔始終在采空區(qū)氧化自燃帶內(nèi)注入氮?dú)猓瑩?jù)經(jīng)驗(yàn)，埋管距工作面17m之內(nèi)，采用回柱絞車能夠牽移動(dòng)埋管。（3）注氮工藝采空區(qū)埋管管路每隔一定距離預(yù)設(shè)氮?dú)忉尫趴冢湮唬?）注氮工藝?yán)枚杌饏^(qū)的措施進(jìn)行防滅火是非常有效的，也是很重要的一種防滅火手段，特別是在火災(zāi)關(guān)鍵時(shí)候。但是，當(dāng)火區(qū)的埋藏得比較深的時(shí)候，可以用惰性氣體來控制住火勢(shì)，但是很少能夠?qū)⒒饏^(qū)完全冷卻，使火災(zāi)被徹底熄滅。因此，不恰當(dāng)?shù)赝Ｖ棺⒌獣?huì)使火災(zāi)快速發(fā)展并擴(kuò)大范圍。同樣，在對(duì)內(nèi)因火區(qū)注惰性氣體時(shí)，應(yīng)該持續(xù)注入惰性氣體直至火區(qū)內(nèi)的氧氣濃度降低到2％以下為止。

（3）注氮工藝?yán)枚杌饏^(qū)的措施進(jìn)行防滅火是非常有效的，也是七、凝膠膠體是指含分散顆粒的尺寸在1~100nm的水溶液。在適當(dāng)?shù)臈l件下，溶膠或高分子溶液中的分散顆粒相互聯(lián)結(jié)成為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，水介質(zhì)充滿網(wǎng)絡(luò)之中，體系成為失去流動(dòng)性的半固體狀態(tài)的膠凍，處于這種狀態(tài)的物質(zhì)稱為凝膠。凝膠介于固體與液體之間的一種特殊狀態(tài)，固體特征（無流動(dòng)性，有一定的幾何外形，有彈性、強(qiáng)度和屈服值等。但另一方面它又保留某些液體的特點(diǎn)，例如離子的擴(kuò)散速率在以水為介質(zhì)的凝膠中與水溶液中相差不多。為了封阻煤體中的裂隙或撲滅高位處的火災(zāi)，凝膠較其它防滅火介質(zhì)具有優(yōu)越性。—Si—O—Si—O—Si—OH2OOH2OO

—Si—O—Si—O—Si—OH2OOH2OO

—Si—O—Si—O—Si—七、凝膠膠體是指含分散顆粒的尺寸在1~100nm的水溶液。（1）無機(jī)凝膠無機(jī)凝膠主要由基料、促凝劑和水按照一定比例配置成水溶液。成膠的過程是一個(gè)吸熱過程。由兩種原料在水中經(jīng)過物理或化學(xué)作用形成的膠體，通常把主要成膠原料稱為基料，把促成基料成膠的材料稱為促凝劑或膠凝劑。（1）無機(jī)凝膠無機(jī)凝膠主要由基料、促凝劑和水按照一定比例配置（1）無機(jī)凝膠在礦井防滅火常用的硅凝膠，水玻璃是基料，碳酸氫銨或硫酸氨或鋁酸鈉為促凝劑。無機(jī)凝膠存在失水后會(huì)干裂、粉化和滅火后的火區(qū)易復(fù)燃的不足。防火時(shí)，基料8~10%，促凝劑3~5%；滅火時(shí)，基料6~8%，促凝劑2~4%?；吓c促凝劑在水溶液中的比例越大，成膠時(shí)間越短。當(dāng)基料為90~100kg/m3時(shí)，促凝劑比例為20kg/m3，成膠時(shí)間為7~8min；促凝劑比例為3Okg/m3時(shí)，成膠時(shí)間為3~4min；促凝劑比例為50kg/m3時(shí)，成膠時(shí)間為25s。（1）無機(jī)凝膠在礦井防滅火常用的硅凝膠，水玻璃是基料，碳酸氫（1）無機(jī)凝膠促凝劑為碳酸氫氨的凝膠，防滅火性能好，成本低，但碳酸氫銨在低溫下容易分解，具有很大的刺激性氣味——氨味。采用偏鋁酸鈉等其它促凝劑，可以避免產(chǎn)生有害刺激性氣體，但是形成的凝膠的防滅火性能和穩(wěn)定性稍差，成本也高一些。（1）無機(jī)凝膠促凝劑為碳酸氫氨的凝膠，防滅火性能好，成本低，（2）有機(jī)凝膠（高分子凝膠）有機(jī)凝膠也稱高分子凝膠。高分子凝膠是指分子量很高（通常為104~106）的高分子化合物的溶液。這種高分子化合物吸水能力很強(qiáng)，與水接觸后，短時(shí)間內(nèi)溶脹且凝膠化，最高吸水能力可達(dá)自身重量的千倍以上。目前用于礦井的高分子防滅火材料以聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉為主要成分。這種膠體材料與水玻璃凝膠相比，使用時(shí)僅采用單種材料，使用量小，通常為0.3~0.8%，在井下使用方便，且對(duì)井下環(huán)境無污染。這種膠體附著力強(qiáng)，可充分包裹煤炭顆粒，隔絕與氧氣的接觸。高分子凝膠材料的不足在于其成本較高，且吸熱與成膠能力均不如由水玻璃與碳酸氫銨構(gòu)成的銨鹽凝膠。（2）有機(jī)凝膠（高分子凝膠）有機(jī)凝膠也稱高分子凝膠。高分子凝（3）復(fù)合膠體在黃土、粉煤灰或其它原料的泥漿中，將成膠材料按一定比例添加到泥漿中，使泥漿稠化，形成漿體凝膠，也稱復(fù)合膠體。因復(fù)合膠體含有固體介質(zhì)，即使膠體脫水后仍可較好地包裹煤體，可克服一般水凝膠的特點(diǎn)，因而具有更好的防滅火性能。（3）復(fù)合膠體在黃土、粉煤灰或其它原料的泥漿中，將成膠材料按3、注凝膠工藝?yán)弘p箱雙泵工藝系統(tǒng)3、注凝膠工藝4、三相泡沫防滅火新技術(shù)氮?dú)夥勖夯一螯S泥水三相泡沫4、三相泡沫防滅火新技術(shù)氮?dú)夥勖夯宜嗯菽嗯菽攸c(diǎn)可向采空區(qū)高處堆積水漿成為泡沫，可避免漿體的流失粉煤灰或黃泥固體顆粒的分布更為均勻，提高了防滅火的有效性氮?dú)獗环庋b在泡沫之中，能較長(zhǎng)時(shí)間滯留在采空區(qū)中泡沫堆積沒有安全隱患，即不會(huì)發(fā)生潰漿三相泡沫特點(diǎn)可向采空區(qū)高處堆積三相泡沫制作流程制漿站混合器發(fā)泡器發(fā)泡劑氮?dú)馊嗯菽嗯菽谱髁鞒讨茲{站混合器發(fā)泡器發(fā)泡劑氮?dú)馊嗯菽瓕?shí)驗(yàn)產(chǎn)生的三相泡沫實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的三相泡沫噴出的三相泡沫噴出的三相泡沫三相泡沫有良好的堆積性能三相泡沫有良好的堆積性能11.5礦內(nèi)滅火一、發(fā)生火災(zāi)時(shí)的行動(dòng)原則在礦井巷道中發(fā)生的火災(zāi)通常是從某一點(diǎn)開始的?；馂?zāi)在初始階段的強(qiáng)度都相當(dāng)小，這時(shí)的絕大多數(shù)火災(zāi)都可以被迅速撲滅。否則，對(duì)發(fā)現(xiàn)或撲救不及時(shí)的可燃物充足的火災(zāi)有時(shí)僅僅數(shù)分鐘就會(huì)發(fā)展成為一個(gè)很難或不可能撲滅的大火，最后只能封閉該著火區(qū)域。最先發(fā)覺火災(zāi)的人員，一定要根據(jù)火災(zāi)性質(zhì)采用一切可能的方法，力爭(zhēng)在火災(zāi)初起之時(shí)就把它撲滅，同時(shí)迅速向礦調(diào)度室報(bào)告火情。礦調(diào)度室接到報(bào)告后，應(yīng)立即采取下述措施：1．通知救護(hù)隊(duì)；2．組織臨時(shí)救災(zāi)指揮部；3．通知所有井下受火災(zāi)威脅的人員撤離危險(xiǎn)區(qū)。11.5礦內(nèi)滅火一、發(fā)生火災(zāi)時(shí)的行動(dòng)原則二、直接滅火1、水滅火用水滅火，簡(jiǎn)單易行、經(jīng)濟(jì)、有效。水的主要作用是：水有很大的吸熱能力（1kg水汽化成蒸汽時(shí)能吸收2256.7J的熱量），能很快使物體冷卻而停止燃燒；水遇火（高溫）能蒸發(fā)成大量水蒸氣（1kg水能生成1.7m3升蒸汽），使燃燒物表面與空氣隔絕，并能稀釋空氣中的氧濃度；以強(qiáng)力水流噴射火源能壓滅燃燒物的火焰。除了電器類火災(zāi)和易燃油類火災(zāi)外，水可用于絕大多數(shù)一般性火災(zāi)的滅火。二、直接滅火1、水滅火2、泡沫滅火泡沫滅火主要基于兩個(gè)原理：一是水氣化過程要從熱源中帶走大量的熱；二是氣化的水蒸汽不斷積聚會(huì)形成具有隔離空氣作用的屏障。當(dāng)泡沫被加熱到100℃時(shí)，泡沫會(huì)膨脹30％。但是液態(tài)水蒸發(fā)變成水蒸汽時(shí)體積膨脹比是1700:1。假設(shè)泡沫中的空氣與水的比為1000:1，那么當(dāng)1000升這樣的泡沫蒸發(fā)后，就會(huì)變成1300升的空氣（膨脹率30%）加上1700升的水蒸汽，也就是3000升的混合氣體。空氣原來還有體積比為21％的氧氣量，那么隨著與產(chǎn)生的水蒸氣的混合，氧氣濃度下降為：

2、泡沫滅火泡沫滅火主要基于兩個(gè)原理：一是水氣化過程要從熱源3、水淹滅火在兩種情況下可以采用水淹的方法來熄滅火災(zāi)。第一，如果火源及其影響區(qū)域位于目前工作區(qū)域的標(biāo)高位置以下。第二，某些通往火區(qū)的巷道處于較低的水平，水淹這些巷道是為了防止這些巷道火區(qū)供風(fēng)。3、水淹滅火在兩種情況下可以采用水淹的方法來熄滅火災(zāi)。第一，4、挖除火源如果知道火源位置離巷道壁在幾米范圍內(nèi)的話，那么就可以將高溫點(diǎn)直接挖掉并冷卻。這種措施可以用于在煤柱處發(fā)生的自燃火災(zāi)，在密閉區(qū)內(nèi)部或者風(fēng)橋附近發(fā)生自燃，甚至是在某些采空區(qū)等處的火災(zāi)也可以采用這種辦法來處理。4、挖除火源如果知道火源位置離巷道壁在幾米范圍內(nèi)的話，那么4、挖除火源在某些時(shí)候，有必要開掘一個(gè)探巷來更精確地定位火源點(diǎn)位置和自燃范圍。挖掘火源時(shí)應(yīng)該讓工作人員位于風(fēng)流的上側(cè)，以使工作人員盡可能地不受煙氣和CO的毒害。同時(shí)，還應(yīng)該在挖掘火源的巷道兩側(cè)10米左右的范圍內(nèi)對(duì)通風(fēng)巷道噴水淋濕，或者拋灑巖粉覆蓋巷道表面。4、挖除火源在某些時(shí)候，有必要開掘一個(gè)探巷來更精確地定位火源4、挖除火源在挖除火源的過程中，還應(yīng)該注意控制好頂板，因?yàn)轫敯逶谑軣徇^程中會(huì)變得比較脆弱。還要經(jīng)常讀取挖掘點(diǎn)下風(fēng)側(cè)的瓦斯?jié)舛群虲O濃度值。當(dāng)挖掘的工作人員接近火源點(diǎn)時(shí)，要向他們身上噴水來降溫。當(dāng)火源暴露出來時(shí)，要先用水槍向火源的外圍噴水。如果直接向火源中心的燃燒著的熾熱煤炭上噴水的話，將會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣。熾熱的煤炭應(yīng)該裝載在金屬運(yùn)輸工具內(nèi)，在運(yùn)出礦井前將其用水完全澆透。當(dāng)所有燃燒過的物質(zhì)都被移走后，挖除留下的孔洞讓其冷卻，并且至少要等24小時(shí)后確認(rèn)不會(huì)發(fā)生復(fù)燃，才能用惰性物質(zhì)，例如石灰石粉，生石膏漿等進(jìn)行填充。4、挖除火源在挖除火源的過程中，還應(yīng)該注意控制好頂板，因?yàn)轫?、注漿滅火在礦井井下的采空區(qū)或巷道煤壁內(nèi)發(fā)現(xiàn)煤炭自然發(fā)火，采用打鉆注漿滅火是最常用的技術(shù)之一。井下打鉆注漿具有施工方便、靈活、速度快，與工作面其它工序干擾小，容易準(zhǔn)確地向火源打鉆注漿，適應(yīng)性強(qiáng)，注漿注水量大等優(yōu)點(diǎn)。一旦準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)火源，該項(xiàng)技術(shù)就非常有效。一般鉆孔打到了火源位置，注漿后流出的水溫都較高，表明漿水起到了降溫的作用，火勢(shì)就能夠得到有效控制。5、注漿滅火在礦井井下的采空區(qū)或巷道煤壁內(nèi)發(fā)現(xiàn)煤炭自然發(fā)火，三、風(fēng)流控制與隔絕滅火三、風(fēng)流控制與隔絕滅火第十一章礦井火災(zāi)《礦井通風(fēng)與安全》第十一章礦井火災(zāi)《礦井通風(fēng)與安全》10711.1概述礦井火災(zāi)是指發(fā)生在礦井井下或地面井口附近、威脅礦井安全生產(chǎn)、形成災(zāi)害的一切非控制燃燒，是煤礦生產(chǎn)中的主要自然災(zāi)害之一。礦井火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展不僅會(huì)燒毀大量的煤炭資源和設(shè)備，而且產(chǎn)生大量的高溫?zé)熈骱陀泻怏w，危及井下工作人員的生命安全，有時(shí)還誘發(fā)瓦斯、煤塵爆炸，進(jìn)一步擴(kuò)大其災(zāi)難性。礦井火災(zāi)按引火熱源分外源火災(zāi)自燃火災(zāi)11.1概述礦井火災(zāi)是指發(fā)生在礦井井下或地面井口附近、威脅11.2礦井外源火災(zāi)一切能夠產(chǎn)生高溫、明火、火花的以及由可燃材料制成的器材和設(shè)備，如使用不當(dāng)都可能引起外因火災(zāi)。隨著科技的發(fā)展，礦井開采技術(shù)不斷進(jìn)步和開采環(huán)境的不斷改善，但礦井火災(zāi)與爆炸災(zāi)害并沒有呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。究其原因，一是更多的新材料，包括各種樹脂、塑料、液體燃料和液壓機(jī)液等應(yīng)用到礦井中，另外就是機(jī)械化程度不斷提高，機(jī)電設(shè)備增多，這些都增加了火災(zāi)的發(fā)生概率?，F(xiàn)在礦井災(zāi)害事故中犧牲的人員絕大多數(shù)是在礦井火災(zāi)和爆炸事故中喪生的，因此，礦井火災(zāi)的防治一直是采礦安全關(guān)注的重點(diǎn)。11.2礦井外源火災(zāi)一切能夠產(chǎn)生高溫、明火、火花的以及2002年國(guó)有重點(diǎn)煤礦事故嚴(yán)重度的統(tǒng)計(jì)瓦斯火災(zāi)水災(zāi)2002年國(guó)有重點(diǎn)煤礦事故嚴(yán)重度的統(tǒng)計(jì)瓦斯一、外源火災(zāi)特性1、火災(zāi)三要素產(chǎn)生外源火災(zāi)的三個(gè)必要條件是：有可燃物存在、有足夠的氧氣和足以引起火災(zāi)的熱源。這也稱火災(zāi)三要素，缺少任何一個(gè)要素，火災(zāi)都不能發(fā)生，或者正在發(fā)生的火災(zāi)也會(huì)熄滅?？扇嘉镌礋嵫鯕庖?、外源火災(zāi)特性1、火災(zāi)三要素可燃物源熱氧氣2、火災(zāi)的燃燒類型擴(kuò)散燃燒（DiffusionCombustion）是高濃度的可燃?xì)怏w與空氣邊混合邊燃燒的燃燒現(xiàn)象。

預(yù)混燃燒（PremixedCombustion）是可燃?xì)怏w與空氣預(yù)先混合好后的燃燒

2、火災(zāi)的燃燒類型擴(kuò)散燃燒（DiffusionCombus富氧燃燒和富燃料燃燒富氧燃燒(Oxygen-richfire)是氧氣的供給量大于或接近于燃燒所需要的氧氣量的燃燒。富燃料燃燒(Fuel-richfires)

是氧氣的供給量低于燃燒所需要的氧氣量的燃燒。富氧燃燒和富燃料燃燒富氧燃燒(Oxygen-richf回燃受限空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，當(dāng)空氣供應(yīng)不足時(shí)，由可燃物分解的可燃組分進(jìn)入到煙流中因缺氧而不能燃燒，此時(shí)即為富燃料燃燒狀態(tài)，當(dāng)富燃料燃燒的高溫可燃?xì)怏w遇新鮮空氣時(shí)發(fā)生的突然燃燒，稱作回燃。

回燃受限空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，當(dāng)空氣供應(yīng)不足時(shí)，由可燃物分解的可什么是回燃？回燃的發(fā)展過程火沒了，可以進(jìn)去了熱煙氣空氣重力流門著火了什么是回燃？回燃的發(fā)展過程火沒了，可以進(jìn)去了熱煙氣空氣重力流富燃料燃燒實(shí)驗(yàn)（“跳蛙”現(xiàn)象）富燃料燃燒實(shí)驗(yàn)（“跳蛙”現(xiàn)象）火風(fēng)壓（浮力效應(yīng)）礦井發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)的熱力作用會(huì)使空氣的溫度增高而發(fā)生膨脹，密度小的熱空氣在有高差的巷道中就會(huì)產(chǎn)生一種浮升力，這個(gè)浮升力的大小與巷道的高差及火災(zāi)前后的空氣密度差有關(guān)。在地面建筑中這種現(xiàn)象也很普遍，被稱為煙囪效應(yīng)，即通常室內(nèi)空氣的密度比外界小，這便產(chǎn)生了使氣體向上運(yùn)動(dòng)的浮力，尤其是高層建筑中的許多豎井，如樓梯井、電梯井等，氣體的上升運(yùn)動(dòng)十分顯著，這種現(xiàn)象有時(shí)也叫熱風(fēng)壓?；痫L(fēng)壓（浮力效應(yīng)）礦井發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)的熱力作用會(huì)使空氣火風(fēng)壓（浮力效應(yīng)）在礦井中，火災(zāi)產(chǎn)生的熱動(dòng)力是一種浮升力，這種浮力效應(yīng)(Thebuoyancyeffect)就被稱為火風(fēng)壓?；痫L(fēng)壓就是高溫?zé)熈鹘?jīng)傾斜或垂直的井巷時(shí)產(chǎn)生的自然風(fēng)壓的增量?；痫L(fēng)壓與礦井自然風(fēng)壓的產(chǎn)生機(jī)制是一致的，都是在傾斜和垂直的巷道上出現(xiàn)的空氣的密度差所至，只是使空氣密度發(fā)生變化的熱源不同，故這二者都可稱為熱風(fēng)壓。礦井發(fā)生火災(zāi)后，由于火風(fēng)壓的作用會(huì)改變?cè)L(fēng)系統(tǒng)中壓力的分布和風(fēng)量的分配，即可能使通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流發(fā)生紊亂，擴(kuò)大事故范圍，造成更為嚴(yán)重的損失。

火風(fēng)壓（浮力效應(yīng)）在礦井中，火災(zāi)產(chǎn)生的熱動(dòng)力是一種浮升力火風(fēng)壓的計(jì)算火風(fēng)壓的計(jì)算火風(fēng)壓的作用在風(fēng)路中發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火風(fēng)壓的作用只有在高溫?zé)熈髁鹘?jīng)的上行或下行巷道里才能表現(xiàn)出來。高溫火煙對(duì)礦井通風(fēng)的影響就好象在其流過的上行或下行巷道里安設(shè)了局部通風(fēng)機(jī)一樣，它們的作用方向在上行風(fēng)路中與煙流方向相同，在下行風(fēng)路中則相反?；痫L(fēng)壓的作用在風(fēng)路中發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火風(fēng)壓的作用只有在高溫?zé)煿?jié)流效應(yīng)（TheChokeeffect）節(jié)流效應(yīng)是礦井火災(zāi)過程中的一種典型現(xiàn)象。礦井火災(zāi)時(shí)期，由于火煙的熱力作用等的影響，主干風(fēng)路以及旁側(cè)支路中的風(fēng)量往往會(huì)隨著火勢(shì)的發(fā)展而發(fā)生變化。如果由于火災(zāi)的發(fā)生，主干風(fēng)路的進(jìn)風(fēng)量可能下降，這種現(xiàn)象稱之為節(jié)流效應(yīng)。節(jié)流效應(yīng)（TheChokeeffect）節(jié)流效應(yīng)是礦火災(zāi)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響

1、煙流逆退（rollback）2、風(fēng)（煙）流逆轉(zhuǎn)

火災(zāi)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響1、煙流逆退（rollback）《礦井通風(fēng)與安全》課件案例1990年5月8日，某礦在下行進(jìn)風(fēng)膠帶斜井兩段膠帶搭接處發(fā)生了一起重大膠帶火災(zāi)事故，火災(zāi)產(chǎn)生的火風(fēng)壓造成了進(jìn)風(fēng)斜井的風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，從而擴(kuò)大了事故的損失，共造成了80人死亡。案例1990年5月8日，某礦在下行進(jìn)風(fēng)膠帶斜井兩段膠帶搭事故分析事故初期搶險(xiǎn)救災(zāi)決策失誤。作為下行通風(fēng)的運(yùn)輸機(jī)斜井發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火風(fēng)壓的作用與主要通風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)壓作用相反，極易造成風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)；此外，作為一般的救災(zāi)原則，當(dāng)進(jìn)風(fēng)井筒中發(fā)生火災(zāi)時(shí)，必須采取反風(fēng)或停止主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的措施。當(dāng)時(shí)的救災(zāi)決策者因救災(zāi)心切盲目帶領(lǐng)救護(hù)隊(duì)員進(jìn)入發(fā)火膠帶斜井救災(zāi)。礦井缺乏抗災(zāi)能力。事故發(fā)生時(shí)，礦井不能反風(fēng)；在編制的礦井災(zāi)害預(yù)防計(jì)劃中，沒有提出運(yùn)輸機(jī)膠帶斜井的預(yù)防火災(zāi)措施。事故分析事故初期搶險(xiǎn)救災(zāi)決策失誤。作為下行通風(fēng)的運(yùn)輸機(jī)斜井發(fā)事故分析缺乏安全意識(shí)，防火設(shè)施和措施不落實(shí)：長(zhǎng)期使用非阻燃膠帶；地面水池設(shè)計(jì)要求容量200m3,但實(shí)際容量10m3；滅火工具不配套，只有砂箱沒有鐵鍬；改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中有防火門，但并未施工；第一臺(tái)膠帶機(jī)交付使用時(shí)沒有鋪設(shè)供水管路；井下電、氣焊安全措施制定不完善，審批不嚴(yán)，在作業(yè)地點(diǎn)膠末、膠條等易燃物清理不徹底的情況下進(jìn)行氣焊；作業(yè)地點(diǎn)沒有灑水措施。缺乏必要的安全教育，工人沒有學(xué)習(xí)安全措施就工作；災(zāi)害時(shí)不會(huì)使用消防器材；沒有配備自救器，致使人員傷亡嚴(yán)重。事故分析缺乏安全意識(shí)，防火設(shè)施和措施不落實(shí)：長(zhǎng)期使用非阻燃膠11.3煤炭自燃我國(guó)存在有煤炭自燃的礦井占礦井總數(shù)的56%，具有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤層占累計(jì)可采煤層數(shù)的60%；煤炭自燃而引起的火災(zāi)占礦井火災(zāi)總數(shù)的85～90%。近年來我國(guó)廣泛采用綜采放頂煤開采技術(shù)，使生產(chǎn)效率大幅提高。但這種采煤方法采空區(qū)遺留殘煤多、冒落高度大、漏風(fēng)嚴(yán)重，使得自然火災(zāi)發(fā)生頻繁，常常價(jià)值幾千萬元的綜采裝備被封閉在火區(qū)中，此外還使大量的煤炭被火區(qū)凍結(jié)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。煤炭自燃已成為制約高產(chǎn)高效礦井安全生產(chǎn)與發(fā)展的主要因素之一。11.3煤炭自燃我國(guó)存在有煤炭自燃的礦井占礦井總數(shù)的5煤炭自然發(fā)火機(jī)理早在1862年，德國(guó)人戈朗布曼（Grumbman）發(fā)表了第一篇關(guān)于煤炭自燃起因的文章。一百多年來，人們提出了若干學(xué)說來解釋煤的自燃，如黃鐵礦作用、細(xì)菌作用、酚基作用，煤氧復(fù)合作用等學(xué)說。黃鐵礦作用學(xué)說認(rèn)為煤的自燃是由于煤層中的黃鐵礦(FeS2)與空氣中的水份和氧相互作用、發(fā)生熱反應(yīng)而引起的。煤炭自然發(fā)火機(jī)理煤炭自然發(fā)火機(jī)理細(xì)菌作用學(xué)說認(rèn)為，在細(xì)菌作用下，煤在發(fā)酵過程中放出一定熱量對(duì)煤自熱起了決定性作用。酚基作用學(xué)說認(rèn)為，煤的自熱是由于煤體內(nèi)不飽和的酚基化合物強(qiáng)烈地吸附空氣中的氧，同時(shí)放出一定量的熱量而造成的。煤氧復(fù)合作用學(xué)說認(rèn)為，原始煤體自暴露于空氣中后，與氧氣結(jié)合，發(fā)生氧化并產(chǎn)生熱量，當(dāng)具備適宜的儲(chǔ)熱條件，就開始升溫，最終導(dǎo)致煤的自燃。煤炭自然發(fā)火機(jī)理煤炭自燃過程根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，人們認(rèn)為煤炭的氧化和自燃是基一鏈反應(yīng)。煤炭自燃過程大體分為3個(gè)階段：①潛伏期；②自熱期；②燃燒期。煤炭自燃過程根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，人們認(rèn)為煤炭的氧化和自燃自熱溫度（Self-heatingtemperature，SHT）自熱溫度也稱臨界溫度，是能使煤自發(fā)燃燒的最低溫度。一旦達(dá)到了該溫度點(diǎn)，煤氧化的產(chǎn)熱與煤所在環(huán)境的散熱就失去了平衡，即產(chǎn)熱量將高于散熱量，就會(huì)導(dǎo)致煤與環(huán)境溫度的上升，從而又加速了煤的氧化速度并又產(chǎn)生更多的熱量，直至煤自燃起來。煤的自熱溫度與煤的產(chǎn)熱能力和蓄熱環(huán)境有關(guān)，對(duì)于具有相同產(chǎn)熱能力的煤，煤的自熱溫度也是不同的，主要取決于煤所在的散熱環(huán)境。因此應(yīng)注意即使是同一種煤，其自熱溫度不是一個(gè)常量，受散熱（蓄熱）環(huán)境影響很大。

自熱溫度（Self-heatingtemperature，煤的著火點(diǎn)溫度自熱期的發(fā)展有可能使煤溫上升到著火溫度(Ts)而導(dǎo)致自燃。煤的著火點(diǎn)溫度由于煤種不同而變化無煙煤一般為400℃煙煤為320～380℃褐煤為270～350℃。煤的著火點(diǎn)溫度自熱期的發(fā)展有可能使煤溫上升到著火溫度(Ts)煤炭自燃的條件煤具有自燃傾向性有連續(xù)的供氧條件熱量易于積聚煤炭自燃的條件煤具有自燃傾向性影響煤炭自然發(fā)火的因素（1）煤的變質(zhì)程度煤的變質(zhì)過程伴隨著煤分子結(jié)構(gòu)的變化，碳化程度越高，煤體內(nèi)含有的活性結(jié)構(gòu)越少。所以煤的變質(zhì)程度是煤自燃傾向性的決定性因素?，F(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)表面，褐煤最易自燃，無煙煤最不易自燃，煙煤介于二者之間。煙煤的煤化度低于無煙煤而高于褐煤，因燃燒時(shí)煙多而得名。根據(jù)煤化度的不同，我國(guó)將其劃分為長(zhǎng)焰煤、不黏煤、弱黏煤、氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤和貧煤等。影響煤炭自然發(fā)火的因素（1）煤的變質(zhì)程度影響煤炭自然發(fā)火的因素（2）煤巖成分煤巖成分一般分為絲煤、暗煤、亮煤和鏡煤四種。不同的煤巖成分有著不同的氧化性。在低溫下，絲煤吸氧最多，但是，隨著溫度的升高，鏡煤吸附氧能力最強(qiáng)，其次是亮煤，暗煤最難于自燃。鏡煤與亮煤脆性大，易破碎，而且灰分少，在其次生的裂隙中常伴有黃鐵礦，開采中易碎裂為微細(xì)的顆粒，細(xì)微狀的煤?；螯S鐵礦都有較高的自燃氧化特性，因此它的氧化接觸面積大，著火溫度低。故鏡煤與亮煤在絲煤吸附氧化升溫的促使誘導(dǎo)下很容易自燃。影響煤炭自然發(fā)火的因素（2）煤巖成分影響煤炭自然發(fā)火的因素（3）煤的含硫量硫在煤中有三種存在形式：硫化鐵即黃鐵礦(FeS2)、有機(jī)硫以及硫酸鹽。對(duì)煤自燃起主導(dǎo)作用的是黃鐵礦。黃鐵礦的比熱小，它與煤吸附相同的氧量而溫度的增值比煤大3倍。黃鐵礦在低溫氧化時(shí)產(chǎn)生硫酸鐵和硫酸亞鐵，體積增大，使煤體膨脹而變得松散，增大了氧化表面積，而且其分解產(chǎn)物比煤的吸氧性更強(qiáng)，能將吸附的氧轉(zhuǎn)讓給煤粒使之發(fā)生氧化。在煤中含黃鐵礦越多，就越易自燃。我國(guó)西南主要礦區(qū)的統(tǒng)計(jì)資料表明，含硫3%以上的煤層均為自然發(fā)火煤層。影響煤炭自然發(fā)火的因素（3）煤的含硫量影響煤炭自然發(fā)火的因素（4）煤的粒度、孔隙特性和破碎程度完整的煤體一般不會(huì)發(fā)生自燃，一旦受壓破裂，呈破碎狀態(tài)存在，其自燃性能顯著提高。這是因?yàn)槠扑榈拿禾坎粌H與氧接觸的表面積增大，而且著火溫度也明顯降低。有人研究，當(dāng)煤粒度小于1mm時(shí)氧化速率與粒徑無關(guān)，并認(rèn)為孔徑大于100?的孔在煤氧化中起重要作用。根據(jù)波蘭的試驗(yàn)，當(dāng)煙煤的粒度直徑為1.5～2mm時(shí)，其著火點(diǎn)溫度大多在330～360℃；粒度直徑小于1mm以下時(shí)，著火點(diǎn)溫度可能降低到190～220℃。因此，可以說，煤的自燃性隨著其孔隙率、破碎度的增加而上升。影響煤炭自然發(fā)火的因素（4）煤的粒度、孔隙特性和破碎程度影響煤炭自然發(fā)火的因素（5）煤的瓦斯含量瓦斯或者其它氣體含量較高的煤，由于其內(nèi)表面含有大量的吸附瓦斯，使煤與空氣隔離，氧氣不易與煤表面發(fā)生接觸，也就不易與煤進(jìn)行復(fù)合氧化，使煤炭自燃的潛伏期加長(zhǎng)。當(dāng)煤中殘余瓦斯量大于5m3/t時(shí)，煤往往難以自燃。但是隨著瓦斯的放散，煤與氧就更易結(jié)合。影響煤炭自然發(fā)火的因素（5）煤的瓦斯含量影響煤炭自然發(fā)火的因素水分對(duì)煤炭自燃過程的影響有兩個(gè)相互對(duì)立的過程。首先，煤炭中的水分在初期階段會(huì)因?yàn)檎舭l(fā)作用而散失，因此，一部分熱量就會(huì)以水分潛熱的形式被水蒸氣帶走，這就有阻止煤體溫度升高的趨勢(shì)。另一方面，煤體也會(huì)從空氣中吸收水分。這就是所謂的吸收熱（有時(shí)也叫濕潤(rùn)熱）會(huì)促使煤的溫度升高。水分對(duì)煤的總的作用就取決于這兩種過程誰占主導(dǎo)地位。影響煤炭自然發(fā)火的因素水分對(duì)煤炭自燃過程的影響有兩個(gè)相互對(duì)立煤炭自燃傾向性煤炭自燃傾向性是煤的一種自然屬性，它取決于煤在常溫下的氧化能力和發(fā)熱能力，是煤發(fā)生自燃能力總的量度。不同的煤，其自燃傾向性不同。所以，掌握煤的自燃傾向性非常重要。它不僅是恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)采煤方法，選擇采區(qū)規(guī)模，合理設(shè)計(jì)礦井通風(fēng)和風(fēng)壓條件的重要依據(jù)之一，也是采取適當(dāng)措施存儲(chǔ)的重要依據(jù)。我國(guó)將煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不易自燃三類。煤礦礦井必須根據(jù)煤自燃傾向性的分類等級(jí)而采取相應(yīng)的煤防治措施。《規(guī)程》要求必須對(duì)新建礦井與生產(chǎn)礦井延深新水平的所有煤層的自燃傾向性進(jìn)行鑒定。煤炭自燃傾向性煤炭自燃傾向性是煤的一種自然屬性，它取決于煤在煤的自燃傾向性測(cè)定方法我國(guó)從20世紀(jì)50年代初期即開展對(duì)煤炭自燃傾向性的研究，先后采用了著火點(diǎn)溫度降低值法、雙氧水法及靜態(tài)容量吸氧法進(jìn)行研究在90年代初，開始采用吸氧量法，即用雙氣路氣相色譜儀動(dòng)態(tài)吸氧的方法。煤的自燃傾向性測(cè)定方法我國(guó)從20世紀(jì)50年代初期即開展對(duì)煤炭動(dòng)態(tài)吸氧測(cè)定方法30℃常壓煤的吸氧量煤炭自燃傾向性分類表（褐煤、煙煤類30℃常壓煤的吸氧量）I容易自燃≥0.71cm3·g-1II自燃=0.41～0.70cm3·g-1III不易自燃≤0.40cm3·g-1煤炭自燃傾向性分類表（無煙煤）I容易自燃≥1.00cm3·g-1II自燃=0.81-0.99cm3·g-1III不易自燃≤0.8cm3·g-1動(dòng)態(tài)吸氧測(cè)定方法30℃常壓煤的測(cè)試技術(shù)的國(guó)際調(diào)研測(cè)試技術(shù)的國(guó)際調(diào)研調(diào)研結(jié)果研究機(jī)構(gòu)聯(lián)系人主要方法澳SIMTARSDrFionaClarkson自熱溫度法（SHT）；絕熱R70測(cè)試；氣體成分分析；傳統(tǒng)交叉點(diǎn)溫度法新西蘭Auckland大學(xué)ChenXD新交叉點(diǎn)溫度法

英國(guó)Leeds大學(xué)ACMcIntoshF-K法和新交叉點(diǎn)溫度法英國(guó)Aberdeen大學(xué)工程學(xué)院

JCJones改進(jìn)的HR方法；微型量熱計(jì)法

波蘭Crowkov礦院AndrzejStruminskiWOlpinskii，活化能法調(diào)研結(jié)果研究機(jī)構(gòu)聯(lián)系人主要方法澳SIMTARSDrFio調(diào)研結(jié)果德國(guó)UniversityofBayreuthAndreasJessIgnitionpointmethod美國(guó)MSHA

AlexSmith

自熱溫度法（SHT）加拿大能源與礦業(yè)部

Krivokuca無，（低硫煤）土爾其中東技術(shù)大學(xué)

TevfikGüyaguler

交叉點(diǎn)溫度法印度中央采礦所SCBanerjee傳統(tǒng)交叉點(diǎn)溫度法日本九洲大學(xué)

MasahiroInoue無

煤科總院撫順分院錢國(guó)胤流態(tài)色譜吸氧法調(diào)研結(jié)果德國(guó)UniversityofBayreuthA調(diào)研的結(jié)論世界各國(guó)采用的方法不盡相同，有SHT，R70，CPT，HR，F(xiàn)-K等方法各國(guó)在自燃傾向性測(cè)試方法研究的力度與深度與各國(guó)遭受煤自燃災(zāi)害的嚴(yán)重程度相關(guān)各國(guó)采用的測(cè)試方法基本上都與煤樣的溫度變化過程有關(guān)中國(guó)目前采用的方法是恒溫情況下的，與煤樣的溫度變化過程無關(guān)，只是考慮恒溫下的吸附氧量調(diào)研的結(jié)論世界各國(guó)采用的方法不盡相同，有SHT，R70，CP煤的自燃發(fā)火期煤的自然發(fā)火期：對(duì)一定的煤，在具有供氧和蓄熱環(huán)境的條件下，產(chǎn)生自然發(fā)火需要的時(shí)間，一般用月表示。這里談的時(shí)間是煤炭暴露在有氧和可蓄熱環(huán)境條件的時(shí)間。煤的自燃發(fā)火期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。包括煤的自燃傾向性（內(nèi)因），也反映了煤炭開采的外因條件（漏風(fēng)，管理，開采條件）。煤的自燃發(fā)火期煤的自然發(fā)火期：對(duì)一定的煤，在具有供氧和蓄熱環(huán)煤炭自燃早期識(shí)別與預(yù)報(bào)煤炭自燃的發(fā)展有一個(gè)過程，如果能在自燃發(fā)展的初期發(fā)現(xiàn)它，對(duì)于阻止其發(fā)展，避免釀成火災(zāi)，十分重要。前述的煤炭自燃發(fā)展過程中各種物理與化學(xué)變化，是早期識(shí)別和預(yù)報(bào)的根據(jù)。識(shí)別的方法可歸為：（1）人的直接感覺；（2）測(cè)定礦內(nèi)空氣和圍巖的溫度；（3）測(cè)定礦內(nèi)空氣成分的變化；（4）物探測(cè)定方法。（5）氣味法（electricnose)煤炭自燃早期識(shí)別與預(yù)報(bào)煤炭自燃的發(fā)展有一個(gè)過程，如果能在自燃1、人的直接感覺利用人的感觀進(jìn)行探測(cè)是最簡(jiǎn)便的方法，雖然常帶有一定的主觀性，但是這種方法仍然比較可靠。嗅覺：煤油味、汽油味和輕微芳香氣味的非飽和碳?xì)浠衔?。視覺：煤氧化產(chǎn)生的水蒸氣，及其在附近煤巖體表面凝結(jié)成水珠(俗稱為“掛汗”)，在煤炭自燃的最后階段出現(xiàn)的煙霧。感(觸)覺：煤炭自燃或自熱、可燃物燃燒會(huì)使環(huán)境溫度升高，并可能使附近空氣中的氧濃度降低，CO2等有害氣體增加，所以當(dāng)人們接近火源時(shí)，會(huì)有頭痛、悶熱、精神疲乏等不適之感。1、人的直接感覺利用人的感觀進(jìn)行探測(cè)是最簡(jiǎn)便的方法，雖然常2、測(cè)定礦內(nèi)空氣和圍巖溫度

直接測(cè)定是將測(cè)溫傳感器直接放入測(cè)溫鉆孔中或埋在采空區(qū)內(nèi)測(cè)定煤巖體溫度，常采用的是熱電偶和熱敏電阻。間接測(cè)溫方法主要有無線電測(cè)溫儀、測(cè)氣味法和紅外輻射儀等方法。無線電測(cè)溫方法是將含有熱記錄裝置的無線電傳感器埋入采空區(qū)，根據(jù)測(cè)得的熱量發(fā)射出無線電信號(hào)。氣味劑法是將含有低沸點(diǎn)和高蒸汽壓并具有濃烈氣味的液態(tài)物質(zhì)，如硫醇和紫羅蘭酮等，將其封裝在膠囊中，在設(shè)定的高溫下，膠囊破裂而發(fā)出氣味。紅外輻射測(cè)溫則是通過測(cè)定巷道壁面的紅外輻射能量而測(cè)定出煤壁表面溫度。2、測(cè)定礦內(nèi)空氣和圍巖溫度直接測(cè)定是將測(cè)溫傳感器直接放入測(cè)2、測(cè)定礦內(nèi)空氣和圍巖溫度測(cè)溫法操作簡(jiǎn)便，結(jié)果可靠，但也存在局限性直接測(cè)溫由于采空區(qū)頂板的垮落或底板裂變易引起測(cè)溫儀表和導(dǎo)線的破壞和折斷，在用鋼套管保護(hù)也易被損壞。無線電傳感器受采空區(qū)高濕惡劣環(huán)境影響難以成功應(yīng)用氣味劑法因靠漏風(fēng)傳播氣味，移動(dòng)速度慢、分布區(qū)域小，較難測(cè)取當(dāng)火源離巷道表面較遠(yuǎn)時(shí)，紅外輻射測(cè)溫儀因接觸不到熱表面就無能為力熱測(cè)定面臨的最大問題還在于：由于煤體的熱傳導(dǎo)能力非常弱，熱量影響的范圍很小，有時(shí)鉆孔即使打到火源附近1m，也覺察不到火源的存在2、測(cè)定礦內(nèi)空氣和圍巖溫度測(cè)溫法操作簡(jiǎn)便，結(jié)果可靠，但也存在3、氣體分析法煤炭自熱過程中會(huì)產(chǎn)生CO、CO2、H2、H2O、烷烴等氣體成份，故氣體分析法被廣泛地用于煤炭早期自燃火災(zāi)的預(yù)測(cè)。由于火災(zāi)氣體中的主要成分是CO、CO2，自從20世紀(jì)初以來，這兩種氣體的變化量一直被用作分析火災(zāi)發(fā)展變化趨勢(shì)的主要指標(biāo)。將這些變化值除以氧氣的消耗量(—ΔO2)即可排除新鮮空氣的稀釋影響。這些參數(shù)的比值已被廣泛用來分析火災(zāi)的發(fā)展變化趨勢(shì)。3、氣體分析法煤炭自熱過程中會(huì)產(chǎn)生CO、CO2、H2、H2O煤炭自燃指標(biāo)氣體和煤溫的關(guān)系

Ethane乙烷Ethylene乙烯Propylene丙烯煤炭自燃指標(biāo)氣體和煤溫的關(guān)系Ethane乙烷氧氣的減少量(-ΔO2)判斷火災(zāi)的重要參數(shù)是氧氣的減少量，即-ΔO2。-ΔO2的測(cè)算基于兩個(gè)方面的假設(shè)空氣中的氧氣含量為20.93％，惰性氣體含量79.04％（0.3％的CO2氣體不包括在內(nèi)），包含除氮?dú)庖酝獾钠渌栊詺怏w視為氮?dú)??；饏^(qū)中的氮?dú)鉀]有被消耗，也沒有被增加（除從空氣中增加的氮?dú)馔猓?。如果氧氣沒有被消耗，那么的比值應(yīng)該為20.93/79.04=0.2648，該比值不受其它新加入氣體的影響。對(duì)于在任何情況下O2和N2的量，可以算出原始O2的量為：0.2648N2。因此，消耗的氧氣量，或者說氧氣的差值即可以得到％氧氣的減少量(-ΔO2)判斷火災(zāi)的重要參數(shù)是氧氣的減少量，即一氧化碳的增加量(+ΔCO)與一氧化碳指數(shù)

CO生成溫度低，生成量大，其生成量隨溫度升高按指數(shù)規(guī)律增加，是預(yù)報(bào)煤炭自燃火災(zāi)較靈敏的指標(biāo)之一。英國(guó)學(xué)者格雷哈姆（IvonGraham）最先提出CO/ΔO2指標(biāo)，即格雷哈姆比值（Graham’sRatio），或CO指數(shù)（ICO）