華北理工礦井通風(fēng)與安全教案第11章 火災(zāi)防治

課程名稱：《礦井通風(fēng)與安全》摘要授課題目（章、節(jié)）第十一章火災(zāi)防治第一節(jié)概述第二節(jié)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)火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)第五節(jié)開(kāi)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)處理與控制本講目的要求及重點(diǎn)難點(diǎn)：【目的要求】了解礦井火災(zāi)的內(nèi)因、外因，掌握煤炭自燃理論、煤炭自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，以及灌漿與阻化劑防滅火技術(shù)、均壓防滅火技術(shù)和惰氣防滅火技術(shù)，能夠根據(jù)火災(zāi)時(shí)期的風(fēng)壓特點(diǎn)記性風(fēng)流控制?！局攸c(diǎn)】煤炭自燃理論，煤炭自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，防滅火技術(shù)。【難點(diǎn)】均壓防滅火，火災(zāi)時(shí)期風(fēng)流控制。內(nèi)容【本講課程的引入】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。【本講課程內(nèi)容】第十一章火災(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)：通常把違背人們意愿而發(fā)生的非控制性燃燒，稱之為火災(zāi)?；馂?zāi)往往造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和重多的人員傷亡，造成不良的社會(huì)影響。礦井火災(zāi)：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)。火災(zāi)是礦井或煤田較為常見(jiàn)的災(zāi)害之一。二、礦井火災(zāi)的類型及其特性分類出發(fā)點(diǎn)和依據(jù)不同，分類的方法也不同。目前常用的分類方法有：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有自燃傾向性的煤炭。在整個(gè)礦井火災(zāi)事故中，內(nèi)因火災(zāi)占的比例很大。２）外因火災(zāi)：可燃物在外界火源（明火或高溫?zé)嵩矗┑淖饔孟?，引起燃燒而形成的火?zāi)叫外因火災(zāi)。２、消防分類從選用滅火劑的角度出發(fā)，消防上根據(jù)物質(zhì)及其燃燒特性對(duì)火災(zāi)進(jìn)行如下分類：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)燃燒形成的火災(zāi)稱為A類火災(zāi)。Ｂ類火災(zāi)：指汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、丙酮等可燃液體燃燒形成的火災(zāi)。Ｃ類火災(zāi)：指煤氣、天燃?xì)?、甲烷、乙炔、氫氣等和可燃?xì)怏w燃燒形成的火災(zāi)。Ｄ類火災(zāi)：象鈉、鉀、鎂等可燃金屬燃燒形成的火災(zāi)。其特點(diǎn)是火源溫度高。３、其它分類方法除上述兩種常用分類方法外，還有按火源特性，可分為原生火災(zāi)與再生火災(zāi)；按火源產(chǎn)生的位置，可分為井上火災(zāi)與和井下火災(zāi)等。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?jī)?nèi)容應(yīng)圍繞一個(gè)目標(biāo)和三個(gè)問(wèn)題。一個(gè)目標(biāo)就是防止礦井火災(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。三個(gè)問(wèn)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)發(fā)生過(guò)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)而有效的控制和處理。第二節(jié)外因火災(zāi)及其預(yù)防一、物質(zhì)燃燒的充要條件物質(zhì)燃燒是一種伴有放熱、發(fā)光的快速氧化反應(yīng)。發(fā)生燃燒必須具備的充要條件是：1、必要條件1）有充足的可燃物；2）有助燃物存在。凡是能支持和幫助燃燒的物質(zhì)都是助燃物。常見(jiàn)的助燃物是含一定氧濃度的空氣。3）具有一定溫度和能量的火源。2、充分條件1）燃燒的三個(gè)必要條件同時(shí)存在，相互作用；2）可燃物的溫度達(dá)到燃點(diǎn)，生成熱量大于散發(fā)熱量。如果把燃燒比著一個(gè)由鏈體組成的圓環(huán)，則三要素是組成圓環(huán)的三個(gè)鏈體，如圖11-2-1所示。如果組成圓環(huán)的三個(gè)鏈體缺少一個(gè)，或三個(gè)鏈體不相互連結(jié)，則將不能構(gòu)成圓環(huán)，即缺少燃燒三要素之一，或三要素不相互作用，則不能形成火災(zāi)?；鹪纯煞譃轱@火源和潛火源兩種。所謂顯火源即是以明火、高溫的表面或灼熱的物體的形式顯露于空間，可燃物一旦與其接觸即可發(fā)生燃燒。如氣焊和電焊產(chǎn)生的高溫焊碴、燃著的香煙頭等皆屬于此類。所謂潛熱源即是平時(shí)處于常溫狀態(tài)，在一定的外部條件下（人員操作失誤、設(shè)備零件故障、安全裝置失效等原因）有可能產(chǎn)生火花、放出熱量和轉(zhuǎn)化為高溫?zé)嵩?。如具有短路危險(xiǎn)的電纜接頭、作高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩固體接觸面、不合格的炸藥爆破等都屬于潛熱源。煤礦常見(jiàn)的外因火源主要有以下幾種：1）電能熱源：電（纜）流短路或?qū)w過(guò)熱；電弧電火花；烘烤（燈泡取暖）；靜電等。表10-2-1為我國(guó)部分電氣火災(zāi)發(fā)火原因統(tǒng)計(jì)表。2）摩擦熱：如膠帶與滾筒摩擦、膠帶與碎煤摩擦以及采掘機(jī)械截齒與砂巖摩擦等。表11-2-1電氣火災(zāi)發(fā)火原因統(tǒng)計(jì)表發(fā)火原因次數(shù)占總數(shù)%變壓器油24.25燈泡取暖36.38油浸起動(dòng)電阻器12.12電力電容器12.12鎧裝電纜短路12.12橡膠電纜短路3983.98合計(jì)471003）放明炮、糊炮、裝藥密度過(guò)大或過(guò)小、鉆孔內(nèi)有水、炸藥受潮以及封孔炮泥長(zhǎng)度不夠或用可燃物（如煤粉、炸藥包裝紙等）代替炮泥等違反爆破操作規(guī)程的操作都有可能發(fā)生爆燃。放炮引起瓦斯燃燒或爆炸的例子在我國(guó)時(shí)有發(fā)生。4）液壓聯(lián)軸器噴油著火引燃周圍可燃物，釀成多起火災(zāi)。5）明火（高溫焊碴、吸煙），明火也是產(chǎn)生外因火災(zāi)的重要原因之一。明火主要產(chǎn)生于加熱器、噴燈、焊接和切割作業(yè)，煙頭也時(shí)有釀成火災(zāi)的可能。二、外因火災(zāi)的預(yù)防1、我國(guó)的消防方針《中華人民共和國(guó)消防條例》規(guī)定，消防工作實(shí)行“預(yù)防為主，消防結(jié)合”的方針。所謂預(yù)防為主，即是在消防工作中堅(jiān)持重在預(yù)防的指導(dǎo)思想，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和日常管理工作中應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)防火的規(guī)定，把防火放在首位。消防結(jié)合，即是在預(yù)防的同時(shí)積極做好滅火的物質(zhì)和技術(shù)準(zhǔn)備。2、防火對(duì)策礦井火災(zāi)的防治可以采取下列三個(gè)對(duì)策：3E對(duì)策1）技術(shù)（Engineering）對(duì)策技術(shù)對(duì)策是防止火災(zāi)發(fā)生的關(guān)鍵對(duì)策。它要求從工程設(shè)計(jì)開(kāi)始，在生產(chǎn)和管理的各個(gè)環(huán)節(jié)中，針對(duì)火災(zāi)產(chǎn)生的條件，制定切實(shí)可行的技術(shù)措施。技術(shù)對(duì)策可分為：（1）災(zāi)前對(duì)策，災(zāi)前對(duì)策的主要目標(biāo)是破壞燃燒的充要條件，防止起火；其次是防止已發(fā)生的火災(zāi)擴(kuò)大。（A）防止起火，主要對(duì)策有：①確定發(fā)火危險(xiǎn)區(qū)-潛在火源和可燃物共同存在的地方，加強(qiáng)明火與潛在高溫?zé)嵩吹目刂婆c管理，防止火源產(chǎn)生。②消除燃燒的物質(zhì)基礎(chǔ)。井下盡量不用或少用可燃材料，采用不燃或阻燃材料和設(shè)備，例如使用阻燃風(fēng)筒、阻燃膠帶，支架非木質(zhì)化。③防止火源與可燃物接觸和作用。在潛在高溫?zé)嵩磁c可燃物間留有一定的安全距離。④安裝可靠的保護(hù)設(shè)施，防止?jié)撛跓嵩崔D(zhuǎn)化為顯熱源。例如，變電所安裝過(guò)電流保護(hù)裝置，防止電纜短路。（B）防止火災(zāi)擴(kuò)大：①有潛在高溫?zé)嵩吹那昂?0m范圍內(nèi)應(yīng)使用不燃支架。②劃分火源危險(xiǎn)區(qū)，在危險(xiǎn)區(qū)的兩端設(shè)防火門(mén)；礦井有反風(fēng)裝置，采區(qū)有局部反風(fēng)系統(tǒng)。③在有發(fā)火危險(xiǎn)的地方，設(shè)置報(bào)警、消防裝置和設(shè)施。④在發(fā)火危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)設(shè)避難硐室。（2）災(zāi)后對(duì)策：主要有：①報(bào)警。采集處于萌芽狀態(tài)的火災(zāi)信息，發(fā)出報(bào)警。②控制。利用已有設(shè)施控制火勢(shì)發(fā)展，使非災(zāi)區(qū)與災(zāi)區(qū)隔離。③滅火。迅速采取有效措施滅火。④避難。使災(zāi)區(qū)受威協(xié)的人員盡快選擇安全路線逃離災(zāi)區(qū)，或撤至災(zāi)區(qū)內(nèi)預(yù)設(shè)的避難硐室等待救援。2）教育（Education）對(duì)策:教育對(duì)策包括知識(shí)、技術(shù)和態(tài)度教育三個(gè)方面。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。這三種對(duì)策簡(jiǎn)稱“三Ｅ”對(duì)策。前兩者是防火的基礎(chǔ)，后者是防火的保證。如果片面的強(qiáng)調(diào)某一對(duì)策都不能收到滿意的效果。三、預(yù)防外因火災(zāi)的技術(shù)措施如前所述，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。（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(shuō)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。（二）防止火災(zāi)蔓延的措施其措施有：1、在適當(dāng)?shù)奈恢媒ㄔ旆阑痖T(mén)，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(kù)。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。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理一百多年來(lái)，先后提出闡述煤炭自燃機(jī)理學(xué)說(shuō)有多種，其中主要的有黃鐵礦作用學(xué)說(shuō)、細(xì)菌作用學(xué)說(shuō)、酚基作用學(xué)說(shuō)、自由基作用學(xué)說(shuō)、基團(tuán)作用學(xué)說(shuō)、電化學(xué)作用學(xué)說(shuō)、氫原作用學(xué)說(shuō)以及煤氧化合學(xué)說(shuō)等。１９５１年蘇聯(lián)學(xué)者維謝洛夫斯基（Веселовский.В.С）等人提出，煤的自燃是氧化過(guò)程自身加速發(fā)展的結(jié)果。這種氧化反應(yīng)的特點(diǎn)是分子的基鏈反應(yīng)。二、煤的氧化特性從煤氧化合學(xué)說(shuō)觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為評(píng)價(jià)煤的自燃傾向性，即化學(xué)活動(dòng)性的最合適的指標(biāo)應(yīng)該是煤的吸氧速度。揭示了煤炭氧化規(guī)律如下：1、所有品種煤在常溫下都吸氧，但吸氧速度不同。它取決于煤的分子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)。2、煤的吸氧速度與所在空氣中的氧濃度成正比，即dm/dτ＝UC11-3-1式中dm—單位重量煤在ｄτ時(shí)間內(nèi)吸氧量，ml/kg；U—吸氧速度常數(shù)，ml/（kg.h）；C—空氣中的氧濃度，%。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，即U＝U1τ-H11-3-2式中U1—在τ=1小時(shí)內(nèi)的吸氧速度常數(shù)，ml/（kg.h）；H—在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中直線方程傾角的正切，它表示吸氧速度隨時(shí)間衰減的速度；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11-30-3式中U—溫度為t℃時(shí)的吸氧速度常數(shù)，ml/（kg.h）；U0—溫度為t0℃時(shí)的吸氧速度常數(shù)，ml/（kg.h）；B—比例常數(shù)，1/℃；其物理意義是吸氧速度隨溫度增加的速度。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)Ｕ與粒度之間成復(fù)雜關(guān)系。沒(méi)有接觸過(guò)氧的新鮮煤粒度越小，其表面積越大，吸氧速度也越大，但隨時(shí)間衰減得也越快。三、自然發(fā)火與自然發(fā)火期1、自然發(fā)火的定義在理論上，自然發(fā)火是指有自燃傾向性的煤層被開(kāi)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)象叫自然發(fā)火。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。（1）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(guò)預(yù)報(bào)指標(biāo)，并呈逐漸上升趨勢(shì)。2、煤層自然發(fā)火期從（火源處的）煤層被開(kāi)采破碎、接觸空氣之日起，至出現(xiàn)上述定義的自燃現(xiàn)象或溫度上升到自燃點(diǎn)為止，所經(jīng)歷的時(shí)間叫煤層的自然發(fā)火期，以月或天為單位。煤層的自然發(fā)火期取決于煤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)、被開(kāi)采破壞后的堆積狀態(tài)參數(shù)（分散度）、裂隙或空隙度、通風(fēng)供氧、蓄熱和散熱等外部環(huán)境等因素。四、煤炭自燃條件煤炭自燃的必要充分條件是：1、有自燃傾向性的煤被開(kāi)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。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)自動(dòng)加速的前提。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。五、影響煤炭自然發(fā)火的因素影響煤層自然發(fā)火的因素主要有：1、煤的自燃性能煤的自燃性能主要受下列因素影響：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。隨煤化程度增高，煤中含氧官能團(tuán)減少，孔隙度減小，分子結(jié)構(gòu)變得緊密。２）煤化程度，煤化程度是影響煤炭自燃傾向性的決定性因素。就整體而言，煤的自燃傾向性隨煤化程度增高而降低，即自燃傾向性從褐煤、長(zhǎng)焰煤、煙煤、焦煤至無(wú)煙煤逐漸減??；局部而言，煤層的自燃傾向性與煤化程度之間表現(xiàn)出復(fù)雜的關(guān)系，即同一煤化程度的煤在不同的地區(qū)和不同的礦井，其自燃傾向性可能有較大的差異。3）煤巖成分，煤巖成分對(duì)煤的自燃傾向性表現(xiàn)出一定的影響，但不是決定性的因素。各種單一的煤巖成分具有不同的氧化活性，其氧化能力按鏡煤＞亮煤＞暗煤＞絲煤的順序遞減。4）煤中的瓦斯含量，煤中瓦斯存在和放散影響吸氧和氧化過(guò)程進(jìn)行，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，煤的外在和內(nèi)在水份以及空氣中的水蒸汽對(duì)褐煤和煙煤在低溫氧化階段起一定的影響，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(guò)程。統(tǒng)計(jì)資料表明，含硫大于３%的煤層均為自然發(fā)火的煤層，其中包括無(wú)煙煤。2、開(kāi)采技術(shù)開(kāi)采技術(shù)對(duì)自然發(fā)火的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1）礦井開(kāi)拓方式和采區(qū)巷道布置，既決定保護(hù)煤柱的數(shù)量及其大小，又決定所留煤柱受壓與碎裂程度，既決定可燃物的分布和集中情況，又決定向這些可燃物供風(fēng)的時(shí)間。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。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)大小和遺煤發(fā)生自燃的可能性采空區(qū)可分為三帶：散熱帶Ⅰ（寬度為L(zhǎng)1）、自燃帶Ⅱ（寬度為L(zhǎng)2）和窒息（不自燃）帶Ⅲ（如圖10-3-1）?？拷ぷ髅娴牟煽諈^(qū)內(nèi)冒落巖石處于自由堆積狀態(tài)，空隙度大，漏風(fēng)大，氧化生熱小而散發(fā)熱量多，故不能發(fā)生自燃，叫散熱帶。其寬度大約5～20m。自燃帶Ⅱ中巖石的空隙度較小，因而漏風(fēng)小，蓄熱條件較好，如果該帶的條件保持時(shí)間超過(guò)其自然發(fā)火期，就可能自燃。故此帶稱為自燃帶。其寬度取決于頂板巖性、工作面推進(jìn)速度、漏風(fēng)通風(fēng)壓差，一般寬度為20~70m。自燃帶向采空區(qū)內(nèi)部延深，便是第Ⅲ帶。由于該帶距工作面較遠(yuǎn)，漏風(fēng)甚小或消失，氧濃度低，不具備自燃條件。故此帶處于惰化狀態(tài)，已經(jīng)發(fā)生自大在燃的遺煤也能窒息，故叫窒息（不自燃）帶。圖11-3-1采空區(qū)散熱、自燃、窒息三帶分布示意圖確定劃分三帶的指標(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；∨＜0.02m/s為自窒息帶。）；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。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L(zhǎng)1+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(zhǎng)時(shí)間為τ（月），當(dāng)：τS≤（L1+L2）/V11-3-4時(shí)，說(shuō)明自燃帶內(nèi)有△L=L1+L2-VτS寬度存在時(shí)間超過(guò)自然發(fā)火期，有自燃危險(xiǎn)。由此可見(jiàn)，采空區(qū)遺煤自燃與否主要取決于工作面的推進(jìn)速度和自燃帶最大寬度L1+L2（ｍ）。4、漏風(fēng)在煤炭氧化過(guò)程的熱平衡關(guān)系中，漏風(fēng)起兩方面的作用：一是向煤提供氧化所必須的氧氣，促進(jìn)氧化發(fā)展；二是帶走氧化生成的熱量，降低煤溫，抑制氧化過(guò)程發(fā)展。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.m2）；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.m2）時(shí)容易自然發(fā)火的[136]。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。5、地質(zhì)因素地質(zhì)因素主要有：1）傾角。2）煤層厚度。表11-3-1為傾角和厚度對(duì)自燃影響的部分統(tǒng)計(jì)資料。3）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。4）開(kāi)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。表11-3-1煤層傾角和厚度對(duì)自燃影響傾角發(fā)火次數(shù)比例，%煤層厚度發(fā)火次數(shù)比例，%緩傾斜5516中厚以下5616傾斜12134厚煤層13538急傾斜17654特厚煤層16146六、煤的自燃過(guò)程及其特點(diǎn)煤炭的自燃過(guò)程按其溫度和物理化學(xué)變化特征，分為潛伏（或準(zhǔn)備）、自熱、自燃和熄滅四個(gè)階段，如圖11-3-2所示。圖中虛線為風(fēng)化進(jìn)程線。潛伏期與自熱期之和為煤的自然發(fā)火期。1、潛伏（自燃準(zhǔn)備）期自煤層被開(kāi)采、接觸空氣起至煤溫開(kāi)始升高止的時(shí)間區(qū)間稱之為潛伏期。在潛伏期，煤與氧的作用是以物理吸附為主，放熱很小，無(wú)宏觀效應(yīng)；經(jīng)過(guò)潛伏期后煤的燃點(diǎn)降低，表面的顏色變暗。潛伏期長(zhǎng)短取決于煤的分子結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)。煤的破碎和堆積狀態(tài)、散熱和通風(fēng)供氧條件等對(duì)潛伏期的長(zhǎng)短也有一定影響，改善這些條件可以延長(zhǎng)潛伏期。圖11-3-2煙煤自燃過(guò)程溫度與時(shí)間關(guān)系2、自熱階段溫度開(kāi)始升高起至其溫度達(dá)到燃點(diǎn)的過(guò)程叫自熱階段。自熱過(guò)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(guò)程。其特點(diǎn)是：（1）氧化放熱較大煤溫及其環(huán)境（風(fēng)、水、煤壁）溫度升高；（2）產(chǎn)生ＣＯ、CO2和碳?xì)洌–mHn）類氣體產(chǎn)物，并散發(fā)出煤油味和其它芳香氣味；（3）有水蒸水汽生成，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。（4）微觀構(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)生自燃。3、燃燒階段煤溫達(dá)到其自燃點(diǎn)后，若能得到充分的供氧（風(fēng)），則發(fā)生燃燒，出現(xiàn)明火。這時(shí)會(huì)生成大量的高溫?zé)熿F，其中含有CO、CO2以及碳?xì)漕惢衔?。若煤溫達(dá)到自燃點(diǎn)，但供風(fēng)不足，則只有煙霧而無(wú)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。4、熄滅及時(shí)發(fā)現(xiàn)，采取有效的滅火措施，煤溫降至燃點(diǎn)以下，燃燒熄滅火。第四節(jié)火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)我國(guó)目前預(yù)測(cè)自然（1）在實(shí)驗(yàn)室確定自燃傾向性等級(jí)；（2）根據(jù)本礦或條件相似（近）礦井或采區(qū)的已有的自然發(fā)火的統(tǒng)計(jì)資料，確定待采（或本）煤層的自然發(fā)火期。發(fā)火的方法有：一、煤層自燃傾向性的鑒定方法1992年版的《煤礦安全規(guī)程》執(zhí)行說(shuō)明規(guī)定采用吸氧量法。即“雙氣路氣相色譜儀吸氧鑒定法”，鑒定結(jié)果按表11-4-1分類（方案）確定自燃傾向性等級(jí)。表11-4-１煤的自燃傾向性分類（方案）（2）自燃自燃30℃常壓條件下煤吸氧量（cm3／g.干煤）備注等級(jí)傾向性褐煤、煙煤類高硫煤、無(wú)煙煤類全硫（sf，%）Ⅰ容易自燃≥0.8≥1.00>2.00Ⅱ自燃0.41～0.79≤1.00>2.00Ⅲ不易自燃≤0.40≥0.80<2.00二、煤層自然發(fā)火期的估算方法及其延長(zhǎng)途徑1、煤層的自然發(fā)火期估算方法目前我國(guó)規(guī)定采用統(tǒng)計(jì)比較和類比的方法確定煤層的自然發(fā)火期。其方法如下：（1）統(tǒng)計(jì)比較法，礦井開(kāi)工建設(shè)揭煤后，對(duì)已發(fā)生自然發(fā)火的自然發(fā)火期進(jìn)行推算，并分煤層統(tǒng)計(jì)和比較，以最短者作為煤層的自然發(fā)火期。計(jì)算自然發(fā)火期的關(guān)鍵是首先確定火源的位置。此法適用于生產(chǎn)礦井。（2）類比法，對(duì)于新建的開(kāi)采有自燃傾向性的煤層的礦井，可根據(jù)地質(zhì)勘探時(shí)采集的煤樣所做的自燃傾向性鑒定資料，并參考與之條件相似區(qū)或礦井，進(jìn)行類比而確定之，以供設(shè)計(jì)參考。此法適用于新建礦井。2、延長(zhǎng)煤層自然發(fā)火期的途徑煤炭自燃的發(fā)展過(guò)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(guò)人為措施而改變的，因此，煤層的自然發(fā)火期是可以延長(zhǎng)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(lái)增加散熱；增加煤體濕度。三、外因火災(zāi)預(yù)測(cè)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)）。四、火災(zāi)的預(yù)報(bào)所謂火災(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(jué)預(yù)報(bào)自然發(fā)火依靠人體生理感覺(jué)預(yù)報(bào)礦井火災(zāi)的主要方法有：1）嗅覺(jué)，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(méi)有的、異常氣味的火災(zāi)氣體。2）視覺(jué)，人體視覺(jué)發(fā)現(xiàn)可燃物起火時(shí)產(chǎn)生的煙霧，煤在氧化過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸汽，及其在附近煤巖體表面凝結(jié)成水珠（俗稱為“掛汗”），進(jìn)行報(bào)警。3）感（觸）覺(jué)，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。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(guò)程中釋放出的煙氣或其它氣體產(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階段特征的、并可用來(lái)作為火災(zāi)早期預(yù)報(bào)的氣體叫指標(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)。目前，如表10—４-３所示。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按指數(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。表11-4-3主要產(chǎn)煤國(guó)家預(yù)報(bào)煤炭自然發(fā)火的指標(biāo)氣體國(guó)別指標(biāo)氣體國(guó)別指標(biāo)氣體中國(guó)CO、C2H4、ICO（=ΔCO／ΔO2）日本CO，C2H4／CH4，ICO，C2H4，煙，等原蘇聯(lián)CO，C2H4／C2H2，煙等英國(guó)CO，ICO，C2H4，煙，等原西德CO，ICO，煙等美國(guó)CO，ICO，C2H4，煙，等應(yīng)該指出的是，應(yīng)用CO作為指標(biāo)氣體預(yù)報(bào)自然發(fā)火時(shí)，要同時(shí)滿足以下兩點(diǎn)：①CO的濃度或絕對(duì)值要大于臨界值；②CO的濃度或絕對(duì)值要有穩(wěn)定增加的趨勢(shì)。（２）Grham系數(shù)ＩCOJ.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)。其計(jì)算式如下：式中：CO，O2，N2-分別為回風(fēng)側(cè)采樣點(diǎn)氣樣中的一氧化碳，氧氣和氮?dú)獾捏w積濃度，%。如果進(jìn)風(fēng)側(cè)氣樣中氧氮之比不是0.265，則應(yīng)計(jì)算出進(jìn)風(fēng)側(cè)氧氮濃度之比值代替0.265。根據(jù)Grham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)。撫順老虎臺(tái)礦（氣煤）總結(jié)多年的經(jīng)驗(yàn)，從7萬(wàn)多個(gè)氣樣中篩選出431個(gè)有發(fā)火隱患的氣樣，得出煤在自燃的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中不同階段的Grham指數(shù)為：預(yù)警值：ICO=0～0.45；臨界值：ICO=0.46～4；報(bào)警值ICO=4.1～9。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(shuō)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(guó)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(lái)預(yù)測(cè)煤的自熱與自燃。五、采樣點(diǎn)設(shè)置測(cè)點(diǎn)設(shè)置的總要求是，既要保證一切火災(zāi)隱患都要在控制范圍之內(nèi)，并有利于準(zhǔn)確地判斷火源的位置，同時(shí)要求安裝傳感器少。測(cè)點(diǎn)布置一般原則是：1）在已封閉火區(qū)的出風(fēng)側(cè)密閉墻內(nèi)設(shè)置測(cè)點(diǎn)，取樣管伸入墻內(nèi)1ｍ以上；2）有發(fā)火危險(xiǎn)的工作面的回風(fēng)巷內(nèi)設(shè)測(cè)點(diǎn)；3）潛在火源的下風(fēng)側(cè)，距火源的距離應(yīng)適當(dāng)；4）溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置要保證在傳感器的有效控制范圍之內(nèi)；5）測(cè)點(diǎn)應(yīng)隨采場(chǎng)變化和火情的變化而調(diào)整。六、連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)目前實(shí)現(xiàn)連續(xù)巡回自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)基本上有兩種形式：1、束管系統(tǒng)采樣系統(tǒng)。由抽氣泵和管路組成。管路一般采用管徑為6~8mm聚乙稀塑料管，在采樣管的入口裝有干燥、粉塵和水捕集器等凈化和保護(hù)單元。濾塵材料一般用玻璃纖維和粉沫冶金材料。在管路的適當(dāng)位置裝有貯放水器，以排除管中的冷凝水。整個(gè)管路要絕對(duì)嚴(yán)密，管路上裝有真空計(jì)指示管路的工作狀態(tài)。在儀器入口裝有分子篩或硅膠，以進(jìn)一步凈化氣樣?？刂蒲b置。主要有三通實(shí)現(xiàn)井下多取樣點(diǎn)進(jìn)行巡回取樣。氣樣分析?？墒褂脷庀嗌V儀、紅外氣體分析儀等儀器。數(shù)據(jù)貯存、顯示和報(bào)警。分析儀器輸出的模擬信號(hào)可用圖形顯示、記錄儀記錄，起過(guò)臨界指標(biāo)時(shí)發(fā)出霰聲光報(bào)警。必要時(shí)進(jìn)行打印，也可計(jì)算機(jī)貯存。束管檢測(cè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是，管路長(zhǎng)，維護(hù)工作量大。2、礦井火災(zāi)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控煤礦建立現(xiàn)代化的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行火災(zāi)早期預(yù)報(bào)，是改變煤礦安全面貌防止重大火災(zāi)事故的根本出路。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的煤礦安全監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展很快。法國(guó)、波蘭、日體、德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家先后研制了不同型號(hào)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。我國(guó)從80年代開(kāi)始，通過(guò)對(duì)國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)、消化和吸收，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)有了很大的進(jìn)步。除分別引進(jìn)波蘭的CMC-1系統(tǒng)、英國(guó)的MINOS系統(tǒng)、美國(guó)ＭＳＡ公司DNA-6400系統(tǒng)以及德國(guó)TF-200系統(tǒng)外，國(guó)內(nèi)一些軍工和煤礦研究單位也研制了一些監(jiān)測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)我國(guó)部分煤礦進(jìn)行了裝備，為改變我國(guó)煤礦的安全狀況起到一定作用。第五節(jié)開(kāi)采技術(shù)防火措施一、礦井自燃火源的分布規(guī)律根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，礦井自燃火源主要分布在采空區(qū)、煤柱、巷道頂煤和斷層附近。1）采空區(qū)，采空區(qū)火災(zāi)占50%以上。自燃火源主要分布在有碎煤堆積和漏風(fēng)同時(shí)存在、時(shí)間大于自然發(fā)火期的地方。2）煤柱，尺寸偏小、服務(wù)期較長(zhǎng)、受采動(dòng)壓力影響的煤柱，容易壓酥碎裂，其內(nèi)部產(chǎn)生自燃火源。鶴崗新一礦在實(shí)行無(wú)煤柱開(kāi)采前，煤柱火災(zāi)占礦井總火災(zāi)55.5%。3）巷道頂煤，采區(qū)石門(mén)、綜采放頂煤工作面沿底掘進(jìn)的進(jìn)回風(fēng)巷等，巷道頂煤受壓時(shí)間長(zhǎng)，壓酥破碎，風(fēng)流滲透和擴(kuò)散至內(nèi)部（深處），便會(huì)發(fā)熱自燃。4）斷層和地質(zhì)構(gòu)造附近。二、開(kāi)拓開(kāi)采技術(shù)防火措施開(kāi)拓開(kāi)采技術(shù)防止自燃發(fā)火總的要求是：（1）提高回采率，減少丟煤，即減少或消除自燃的物質(zhì)基礎(chǔ)。（2）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。防止空氣流入可燃物，可從兩方面著手：一是消除漏風(fēng)通道；二是減少漏風(fēng)壓差。（3）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(shí)間上限制在自燃發(fā)火期以內(nèi)。主要技術(shù)措施有：1）合理地進(jìn)行巷道布置（1）對(duì)一些服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)的巷道應(yīng)盡量采用巖石巷道，若將其布置在煤層中時(shí)應(yīng)采用寬煤柱護(hù)巷。采區(qū)巷道布置應(yīng)有利于采用均壓防火技術(shù)。（2）區(qū)段巷道分采分掘。過(guò)去和現(xiàn)在有不少礦井為了解決獨(dú)頭巷道掘進(jìn)通風(fēng)問(wèn)題，而采用上區(qū)段的運(yùn)輸順槽與下區(qū)段的回風(fēng)順槽同時(shí)掘進(jìn)，中間再掘進(jìn)一些聯(lián)絡(luò)眼（橫川）的布置方式（如圖11-5-2）。（3）推廣無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)，減少煤柱發(fā)火。并采取相應(yīng)地區(qū)段跳采、巷旁充填技術(shù)等措施解決取消煤柱之后所帶來(lái)的采空區(qū)難以密閉和隔離等問(wèn)題。2）選擇合理的采煤方法和先進(jìn)的回采工藝，提高回采率，加快回采進(jìn)度。3）選擇合理的的通風(fēng)系統(tǒng)，礦井采用對(duì)角式和分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)比中央式通風(fēng)系統(tǒng)更有利防火。通風(fēng)系統(tǒng)要在一定范圍內(nèi)具有可調(diào)性。當(dāng)一個(gè)采區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能夠根據(jù)救災(zāi)的需要，做到隨時(shí)停風(fēng)、減風(fēng)或反風(fēng)。這樣，一旦一個(gè)采區(qū)發(fā)生火災(zāi)，就有條件防止火災(zāi)氣體侵入其它采區(qū)，避免擴(kuò)大事故范圍。在巷道布置上，要為分區(qū)通風(fēng)和局部反風(fēng)創(chuàng)造條件。選擇采區(qū)和工作面通風(fēng)系統(tǒng)的原則也是盡量減少采空區(qū)的漏風(fēng)壓差，不要讓新、乏風(fēng)從采空區(qū)邊緣流過(guò)。4）堅(jiān)持自上而下的開(kāi)采順序。5）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(shí)兩工作面之間的錯(cuò)距，防止上、下之間采空區(qū)連通。第六節(jié)灌漿與阻化劑防滅火一、灌漿防火灌漿就是把粘土、粉碎的頁(yè)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)理灌漿防滅火的作用為：充填煤巖裂隙及其孔隙的表面，增大氧氣擴(kuò)散的阻力，減小了煤與氧的接觸和反應(yīng)面；漿水浸潤(rùn)煤體，增加煤的外在水份，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(zhǎng)自燃發(fā)火期。（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。2）漿材的選取漿材必須滿足下列基本要求：（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2mm，而且細(xì)小顆粒應(yīng)占大部分。對(duì)于粘土，d≤0.005mm的顆粒應(yīng)占60～70%；頁(yè)巖，d≤0.077mm者應(yīng)占70～75%。（4）比重一般要求為2.5～2.6。（5）膠體混合物濃度（按MgO計(jì)）。（6）塑性指數(shù)IP*。根據(jù)蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為IP=9～11最適宜用于灌漿。3）漿液的制備工藝1）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)的積土為漿材。制漿過(guò)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(guò)程中混合均勻，形成泥漿，用篩板過(guò)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(jiǎn)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，不能保證漿液質(zhì)量。窯街、大同、淮南、義馬等區(qū)一些礦井，采用此種方法。（2）人工或機(jī)械取土機(jī)械制漿泥漿攪拌池應(yīng)分成兩格，一池浸泡，一池?cái)嚢?，輪換使用。漿池的容積，一般按2小時(shí)灌漿量計(jì)算，其底部有向出口方向2～5%的坡度，在泥漿引灌漿管前應(yīng)設(shè)兩層過(guò)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。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(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。靜壓輸送時(shí)：加壓輸送時(shí)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(zhǎng)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3～8之間。過(guò)大時(shí)，應(yīng)加壓；過(guò)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。2）灌漿管道的選擇當(dāng)管道中漿液恰好處于無(wú)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，而且消耗的能量又最小。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dc，兩者的關(guān)系為或灌漿量Qm值一定時(shí)，與Qm對(duì)應(yīng)的（di，vi）有很多組，可采用試算法確定dC。3）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。（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(duì)其上部的采空區(qū)進(jìn)行灌漿。這種灌漿方法適用于開(kāi)采老窯多的易自燃、特厚煤層。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。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)輸或回風(fēng)巷道或?qū)ｉT(mén)開(kāi)掘的灌漿巷道內(nèi)，每隔一定距離（10～15m）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），予埋管和支管之間用高壓膠管連接。工作面放頂后始終保持予埋管壓在采空區(qū)內(nèi)5～8m，預(yù)埋管用回柱絞車?yán)庖?。工作面灑漿，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)膠管，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)梁后面的垮落巖石內(nèi)灌漿（如圖11-6-5），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。（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(guò)少，則說(shuō)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(guò)大或過(guò)于集中，說(shuō)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。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。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）。1、其作用機(jī)理是：1）增加煤在低溫時(shí)的化學(xué)惰性，或提高煤氧化的活能；2）形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面；3）充填煤柱內(nèi)部裂隙；4）增加煤體的蓄水能力；5）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(zhǎng)煤的自然發(fā)火期。2、阻化劑的評(píng)價(jià)指 標(biāo)及其影響因素我國(guó)目前采用阻化率和阻化壽命作為衡量阻化劑的兩個(gè)指標(biāo)。1）阻化率我國(guó)撫順煤科分院建議，含硫量小于2%的煤采用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。測(cè)定阻化率時(shí)要準(zhǔn)備兩種煤樣：一種經(jīng)過(guò)阻化劑處理過(guò)的煤樣；另一種是原煤樣分裝在兩個(gè)試管中；其粒度為0.35～0.66mm，重量70g。實(shí)驗(yàn)條件保持一定。測(cè)定反應(yīng)試管釋放的CO或SO2氣體的濃度，按下式計(jì)算阻化率：E=100（A-B）A，%式中E-煤的阻化率，%；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）。阻化率越大，說(shuō)明阻化劑對(duì)煤氧化的阻止作用越大。2）阻化劑的阻化壽命阻化劑噴灑至煤體表面后，從開(kāi)始生效至失效所經(jīng)過(guò)的時(shí)間叫阻化劑壽命。單位為月。單位時(shí)間內(nèi)阻化率下降值叫阻化劑的衰減速度，以Ｖ表示，單位為%／月。阻化劑的壽命可用下式表示：τ＝Ｅ／Ｖ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(lái)延長(zhǎng)。3、阻化劑選擇目前最常用的阻化劑有煤礦使用的阻化劑有：氯化鈣（CaCl2：H2O）、氯化鎂（MgＣl2：６H2O）、氯化銨（NH４Cl）以及水玻璃（Xna2O.ySiO2）等。以及工業(yè)廢液等。從目前的應(yīng)用結(jié)果來(lái)看，氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、氯化鋅等氯化物對(duì)褐煤、長(zhǎng)焰煤和氣煤有較好的阻化效果；水玻璃、氫氧化鈣對(duì)高硫煤有較高阻化率。4、阻化劑防火工藝應(yīng)用阻化劑防火的主要方法是：表面噴灑、用鉆孔向煤體壓注以及利用專用設(shè)備向采空區(qū)送入霧化阻化劑。壓注和噴灑系統(tǒng)有移動(dòng)式、半固定式和固定式三種。第七節(jié)均壓防滅火均壓防滅火的實(shí)質(zhì)是，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。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)壓的原理如圖10--1a所示，在并聯(lián)風(fēng)路Ⅰ分支中安裝調(diào)節(jié)風(fēng)窗后，由于風(fēng)路中增加了風(fēng)阻，使其風(fēng)量減少。風(fēng)量變化引起本分支和相鄰分支壓力分布改變。在圖10-7-1b中，aob和a'codb'分別為安裝風(fēng)窗前、后的壓力坡度線，對(duì)比兩者可見(jiàn)：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（因風(fēng)量減小）；由上述分析可見(jiàn)，風(fēng)窗調(diào)壓的實(shí)質(zhì)是增阻減風(fēng)，改變調(diào)壓風(fēng)路上的壓力分布，達(dá)到調(diào)壓目的。（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(mén)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。若在圖11-7-1a的Ⅱ分支上安裝帶風(fēng)門(mén)的風(fēng)機(jī)，且使其風(fēng)量大于原來(lái)風(fēng)量。調(diào)壓前后Ⅱ分支壓力坡度線如圖11-7-2所示。afb和a'cfdb'分別為調(diào)壓前后的壓力坡度線。對(duì)比兩者可見(jiàn)：圖11-7-2風(fēng)機(jī)調(diào)壓的原理1、風(fēng)機(jī)的上風(fēng)側(cè)（AF段）風(fēng)流的壓能降低，下風(fēng)側(cè)（FB段）風(fēng)流的壓能增加；其降低和增加幅度隨距風(fēng)機(jī)的距離增大而減??；2、因風(fēng)路上風(fēng)量增加，故其壓力坡度線變陡；在Ⅱ分支上安裝風(fēng)機(jī)后，對(duì)與其并聯(lián)的Ⅰ分支將產(chǎn)生下列影響：風(fēng)量減小，但減小值小于Ⅰ分支的風(fēng)量增加值，減小程度取決于所安裝風(fēng)機(jī)的能力及其該分支在網(wǎng)路中的地位；壓力坡度線的坡度變緩。（三）風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)壓的原理使用風(fēng)窗和風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)壓時(shí)，有增壓調(diào)節(jié)和降壓調(diào)節(jié)兩種。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)。增壓調(diào)節(jié)又可分為風(fēng)量不變和減少兩種。圖11-3a、b分別表示風(fēng)量不變和風(fēng)量減少時(shí)壓力分布變化特點(diǎn)。圖11-3風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)聯(lián)合增壓調(diào)節(jié)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)。調(diào)壓前后壓能變化規(guī)律讀者可作類似分析根據(jù)上圖分析。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（一）采空區(qū)的漏風(fēng)形式采空區(qū)的漏風(fēng)基本上可分為并聯(lián)漏風(fēng)和角聯(lián)漏風(fēng)兩種。1、并聯(lián)漏風(fēng)圖10-4a是后退式回采U形通風(fēng)系統(tǒng)工作面采空區(qū)漏風(fēng)分布平面示意圖。為了便于分析問(wèn)題，常常把這種漏風(fēng)簡(jiǎn)單化成一個(gè)始、末端分別為工作面下、上口，與工作面風(fēng)路相并聯(lián)的等效風(fēng)路，如圖11-4ｂ（虛線）。圖11-7-4采空區(qū)并聯(lián)漏風(fēng)2、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)。圖11-5a是淮南李一礦同時(shí)開(kāi)采層間距較近兩層煤時(shí)，因兩工作面間的錯(cuò)距較小（20m左右），造成上下工作面采空區(qū)相互連通，而產(chǎn)生對(duì)角漏風(fēng)。實(shí)際上，對(duì)角漏風(fēng)可能發(fā)生在采空區(qū)的一個(gè)條帶上，在研究問(wèn)題時(shí)為方便起見(jiàn)，漏風(fēng)路線簡(jiǎn)化為對(duì)角支路，如圖11-5b中2-6虛線所示。（二）并聯(lián)漏風(fēng)范圍內(nèi)的高溫點(diǎn)或火源的調(diào)壓處理在采取調(diào)壓處理之前，首先應(yīng)判斷高溫點(diǎn)或火源在漏風(fēng)帶中的大致位置。1、當(dāng)火源或高溫點(diǎn)處于如圖10-3-1所示的自燃帶Ⅱ中后部（靠近窒息帶）時(shí)，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，使窒息帶復(fù)蓋高溫點(diǎn)。其措施有：1）在工作面進(jìn)或回風(fēng)中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，或稍稍啟開(kāi)與工作面并聯(lián)風(fēng)路中的風(fēng)門(mén)ｄ。2）在工作面下端設(shè)風(fēng)障或掛風(fēng)簾（如圖11-7-6）。這種方法對(duì)于減少采空區(qū)的瓦斯涌出也是有利的。2、高溫點(diǎn)位于自燃帶的前部（靠近散熱帶附近）或工作面的下部采空區(qū)時(shí)，采用減小風(fēng)量的方法不能使其被窒熄帶復(fù)蓋時(shí)，一般也可采用在工作面下端掛風(fēng)簾的方法來(lái)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?gòu)?fù)蓋高溫點(diǎn)。（三）角聯(lián)漏風(fēng)的調(diào)壓調(diào)節(jié)角聯(lián)漏風(fēng)主要是，在風(fēng)路中安裝風(fēng)門(mén)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。如圖11-7-7所示，3-6和4-5為工作面，采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)通道即為角聯(lián)分支，漏風(fēng)方向3→5。為了消除對(duì)角漏風(fēng)，可改變相鄰支路的風(fēng)阻比，使之保持：據(jù)此可實(shí)施下列方案：①、在5-7分支中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，以增大R57，提高5點(diǎn)壓能；②、如果要求工作面的風(fēng)量不變，可在5-7分支安設(shè)風(fēng)窗的同時(shí)，在2-4分支（工作面進(jìn)風(fēng)巷）安設(shè)調(diào)壓風(fēng)機(jī)，采用聯(lián)合調(diào)壓。③、在條件允許時(shí)，還可在進(jìn)風(fēng)巷2-3安風(fēng)窗，在回風(fēng)巷5-7安風(fēng)機(jī)進(jìn)行降壓調(diào)節(jié)。圖11-7角聯(lián)漏風(fēng)的調(diào)壓三、調(diào)壓氣室-連通管調(diào)壓防滅火的原理與應(yīng)用調(diào)壓氣室-連通管調(diào)壓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。1、雙調(diào)壓氣室-連通管調(diào)壓原理與應(yīng)用1）布置方式如圖11-8ａ，在火區(qū)的兩側(cè)密閉墻K1、K2外分別構(gòu)筑一道輔助密閉墻F1與F2，與原密閉墻構(gòu)成兩個(gè)調(diào)壓氣室，與此同時(shí)在與火區(qū)并聯(lián)的分支中鋪一根金屬管（有條件時(shí)也可以利用巷道代替金屬管（如圖ｂ））把兩個(gè)調(diào)壓氣室連通，此金屬管稱為連通管。2）調(diào)壓原理，連通管-雙氣室調(diào)壓的原理在于：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。1）火區(qū)動(dòng)態(tài)觀察，按圖11-9所示的要求，在每個(gè)密閉墻上安設(shè)測(cè)壓管和水柱計(jì)。其中1和2水柱計(jì)分別測(cè)定密閉墻K1和F1的漏風(fēng)壓差，3和4水柱計(jì)分別測(cè)定密閉墻K2和F2的漏風(fēng)壓差。調(diào)壓后應(yīng)使1和3的示值近似相等，若不相等應(yīng)設(shè)法增大密閉墻的氣密性。調(diào)壓時(shí)還應(yīng)注意連通管的氣密性，否則會(huì)降低調(diào)壓效果；注意觀測(cè)火區(qū)回風(fēng)的氣體成分，以了解火區(qū)的動(dòng)態(tài)。圖11-9連通管-雙氣室調(diào)壓時(shí)火區(qū)動(dòng)態(tài)觀測(cè)1，2，3，4-水柱計(jì)；5-連通管；6-測(cè)壓管2、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，如圖11-10a，在火區(qū)回風(fēng)側(cè)密閉墻K2外構(gòu)筑一道輔助密閉墻M，M與K2構(gòu)成調(diào)壓氣室；同時(shí)從調(diào)壓氣室內(nèi)C點(diǎn)鋪一根裝有調(diào)節(jié)閘門(mén)的金屬管至火區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)B點(diǎn)上風(fēng)側(cè)的D點(diǎn)。為了分析其調(diào)壓原理，應(yīng)用拓樸變換原理將圖11-10a變?yōu)榈刃ЬW(wǎng)路11-10b。由圖可見(jiàn)，由于連通管接入，使火區(qū)變?yōu)榻锹?lián)網(wǎng)路中的對(duì)角巷道。只要使下式成立，即可消除火區(qū)漏風(fēng)：10-7-2式中RT-連通管（包括閘門(mén)）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；調(diào)壓氣室也可構(gòu)筑在進(jìn)風(fēng)側(cè)，兩者調(diào)壓的原理相同。２）火區(qū)動(dòng)態(tài)觀測(cè)。四、調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)漏風(fēng)壓差（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)法降低主林通風(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。調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)有時(shí)是局部的有時(shí)是全局的。局部調(diào)整時(shí)可利用增設(shè)或移動(dòng)風(fēng)門(mén)、調(diào)節(jié)風(fēng)窗等通風(fēng)設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)；（二）通風(fēng)構(gòu)筑物的合理位置應(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)。圖11-12有并聯(lián)漏風(fēng)時(shí)通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置圖11-13漏風(fēng)源、匯附近通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)置3、風(fēng)門(mén)、調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)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)狻⒍趸家约叭剂先紵傻臒煔猓ê?jiǎn)稱燃?xì)猓┑?。一、氮?dú)夥罍缁?、（液）氮?dú)夥罍缁鹪淼獨(dú)庾⑷氩煽諈^(qū)后具有降低氧濃度的作用。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；在封閉火區(qū)的過(guò)程中，氮?dú)庾⑷牖饏^(qū)后，兼有抑爆作用。2、氮?dú)庵迫『洼斔偷獨(dú)庵迫　Ｄ壳胺蛛x空氣制取氧氣和氮?dú)庥腥N工藝方法：一是深冷空分法；二是碳分子篩變壓吸附法；三是膜分離法。液氮防滅火效果好，但貯存和運(yùn)輸較困難。用液氮滅火的礦井，發(fā)火時(shí)用大型槽車將液氮運(yùn)至井口，在井口汽化站氣化后用管道輸送至井下火區(qū)；也可在井口將其分裝在小槽車中運(yùn)往井下，直接把液氮注入火區(qū)，這樣可提高滅火效果。3、生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火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)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是注氮工藝簡(jiǎn)單，適用于連續(xù)注氮。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)?。氮?dú)忉尫趴诘奈恢眠x擇合理與否對(duì)防火效果影響較大。一般氮?dú)忉尫趴谖挥谶M(jìn)風(fēng)側(cè)的采空區(qū)內(nèi)；釋放口不得向上，罩以金屬網(wǎng)并用堅(jiān)硬的護(hù)體（石塊或木垛）加以保護(hù)，以防砸壞或孔口堵塞。注氮口一般距工作面10~15m。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(guò)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。當(dāng)采空區(qū)內(nèi)有高溫點(diǎn)或火源存在、且火源的位置已知時(shí)，在不封閉或不完全封閉火區(qū)的條件下，可通過(guò)選擇合適的注氮口實(shí)現(xiàn)。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。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。1、惰氣發(fā)生裝置及其性能參數(shù)惰氣發(fā)生裝置型號(hào)及其性能參數(shù)如表11-8-1。表11-8-1惰氣發(fā)生裝置性能參數(shù)表項(xiàng)目DQ-150DQ-1000產(chǎn)氣量（m3／min）150880～1200燃油耗量（kg／min）3.8721.78～28.56耗水量（m3／h）1536～40供水壓力（kPa0250250～300出水溫度（℃）<90<90氣體成分（%）（按體積計(jì)算）N25237.8～38.3CO26～95.85～6.40O2<2<1.35CO<0.35（CO+H2）<0.4CH4無(wú)無(wú)H2O（g）40～5055第九節(jié)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)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。一、火風(fēng)壓及其計(jì)算方法火災(zāi)時(shí)高溫?zé)熈髁鬟^(guò)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10-9-１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：11-9-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。所謂火風(fēng)壓就是指煙流流經(jīng)有高差巷道時(shí)，由于風(fēng)流溫度升高和空氣成分變化等原因而引起該巷道位能差變化值。二、火風(fēng)壓的特性1、火風(fēng)壓出現(xiàn)的位置。火風(fēng)壓產(chǎn)生于煙流流過(guò)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^(guò)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。因此，當(dāng)其產(chǎn)生于上行風(fēng)巷道時(shí)，作用方向與主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓相同；產(chǎn)生于下行風(fēng)巷道時(shí)與主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用方向相反，成為通風(fēng)阻力，稱之為負(fù)火風(fēng)壓?；痫L(fēng)壓的大小和方向取決于：煙氣流過(guò)巷道的高度、通過(guò)火源的風(fēng)量、巷道傾角、火源溫度和火源產(chǎn)生的的位置。鑒于上述分析結(jié)果，在井下發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)迅速了解火源的位置，根據(jù)燃燒物的分布、燃燒規(guī)模、火源溫度、流經(jīng)巷道的特征（是上行還是下行）、風(fēng)量大小，估算火風(fēng)壓大小及其對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響，以便采取有效措施，保證礦井通風(fēng)網(wǎng)路中風(fēng)流穩(wěn)定。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，如圖11-9所示，在分支4-2內(nèi)的Ｐ點(diǎn)產(chǎn)生火源，若火勢(shì)迅猛，煙氣生成量大，火源下風(fēng)側(cè)排煙受阻，煙氣一面沿主干風(fēng)路的回風(fēng)系統(tǒng)4-5-6排出，另一方面充滿巷道全斷面地逆著主干風(fēng)路的進(jìn)風(fēng)流向２節(jié)點(diǎn)，這種現(xiàn)象叫煙流逆退。當(dāng)逆退的煙流達(dá)到2節(jié)點(diǎn)后，將隨旁側(cè)分支2-、3-5的風(fēng)流侵襲更大的范圍，從而使危害擴(kuò)大。下行風(fēng)或水平的巷道中這種風(fēng)流紊亂現(xiàn)象更為常見(jiàn)。3）火煙滾退，是在火源上風(fēng)側(cè)附近的巷道斷面上出現(xiàn)兩種不同的流向：即巷道上部煙氣逆風(fēng)流動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定的距離后又與下部風(fēng)流一起按原方向流動(dòng)，如圖11-9。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。圖11-92、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(wú)關(guān)。風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的過(guò)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。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(kāi)風(fēng)門(mén)、增加排煙通路等措施減小排煙路線上的風(fēng)阻；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，越容易反向。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。3）風(fēng)流逆退的原因、規(guī)律及其防治發(fā)生逆退的原因是：煙氣的增量過(guò)大；主通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用于主干風(fēng)路的風(fēng)壓小。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)；在火源的上風(fēng)側(cè)、巷道的下半部構(gòu)筑擋風(fēng)墻，迫使風(fēng)流向上流，并增加風(fēng)流的速度（如圖11-9-5）。擋風(fēng)墻距火源5m左右；也可在巷道中安帶調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)幛，以增加風(fēng)速（圖10-9-6）。四、災(zāi)變時(shí)期風(fēng)流控制礦井發(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(guò)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?；馂?zāi)時(shí)常用的通風(fēng)制度有以下幾種：1、維持正常通風(fēng)，穩(wěn)定風(fēng)流，這一制度的適用條件是：1）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；2）通風(fēng)網(wǎng)路復(fù)雜的高瓦斯礦井，采用其它通風(fēng)制度有發(fā)生瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)，或使災(zāi)情擴(kuò)大；3）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)；4）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。5）減少向火源供風(fēng)抑制火勢(shì)發(fā)展。但應(yīng)注意的是，減小風(fēng)量不要引起瓦斯爆炸；若火源下風(fēng)側(cè)有人員未撤出，則不能減風(fēng)。2、停風(fēng)機(jī)，1）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)；2）獨(dú)頭掘進(jìn)面，發(fā)火已有較長(zhǎng)的時(shí)間，瓦斯?jié)舛纫殉^(guò)爆炸上限，這時(shí)不能再送風(fēng)。3）主通風(fēng)機(jī)已成為通風(fēng)阻力時(shí)。停止主通風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)同時(shí)打開(kāi)回風(fēng)井的防爆門(mén)或防爆井蓋。采用這種通風(fēng)制度應(yīng)慎重。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(guò)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)、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(shí)，調(diào)節(jié)一個(gè)或幾個(gè)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(shí)，主要通風(fēng)機(jī)保持正常運(yùn)行，通風(fēng)調(diào)整采區(qū)風(fēng)預(yù)設(shè)的風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)采區(qū)內(nèi)部部分風(fēng)流反向，這種反風(fēng)方式稱為局部反風(fēng)。。4、風(fēng)流短路，火源位于礦井的主要進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，若不能及時(shí)進(jìn)行反風(fēng)或因條件限制不能進(jìn)行反風(fēng)時(shí)，可將進(jìn)回、風(fēng)井之間聯(lián)絡(luò)巷中的風(fēng)門(mén)或密閉打開(kāi)，使大部分煙流短路，直接流入總回風(fēng)，減少流入采區(qū)煙流，以利人員避難和救護(hù)隊(duì)進(jìn)行救護(hù)。第十節(jié)礦井火災(zāi)處理與控制一、滅火原理滅火是破壞燃燒三個(gè)條件同時(shí)存在和消除燃燒三個(gè)條件（之一、之二或全部）的過(guò)程。滅火的實(shí)質(zhì)就是把正在燃燒體系內(nèi)的物質(zhì)冷卻，將其溫度降低到燃點(diǎn)之下，使燃燒停止。滅火原理，1）冷卻，把燃燒物質(zhì)的溫度降低到燃點(diǎn)以下。2）隔離和窒熄，使燃燒反應(yīng)體系與環(huán)境隔離，抑制參加反應(yīng)的物質(zhì)。3）稀釋，降低參加反應(yīng)物（液、氣體）的濃度。4）中斷鏈反應(yīng)。現(xiàn)代燃燒理論認(rèn)為，燃燒是反應(yīng)是由于可燃物分解成游離狀態(tài)的自由基與氧原子相結(jié)合，發(fā)生鏈反應(yīng)后才能形成的。因此，阻止鏈反應(yīng)發(fā)生或不使自由基與氧原子結(jié)合，就可以抑制燃燒，達(dá)到滅火目的。在實(shí)際滅火中，是以上幾種原理的綜合應(yīng)用。滅火就其方法而言，可分為直接滅火、隔離滅火和聯(lián)合滅火三大類。二、直接滅火采用滅火劑或挖出火源等方法把火直接撲滅，稱謂直接滅火法。（一）常用滅火劑及其使用方法可用于撲滅火源的物質(zhì)，稱為滅火劑。常用的滅火劑有水、泡沫、干粉、二氧化碳、四氯化碳、鹵代烷、惰氣、砂子和巖粉等。1、水水是不燃液體，是消防上常用的滅火劑之一。使用方法有水射流和水幕兩種形式。2、泡沫泡沫是一種體積小，表面被液體圍成的氣泡群。泡沫的比重?。╠＝0.1～0.2），且流動(dòng)性好，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離立體滅火，具有持久性和抗燃燒性，導(dǎo)熱性能低，粘著力大。泡沫復(fù)蓋在火源周圍，形成嚴(yán)密的復(fù)蓋層，并能保持一定時(shí)間，使燃燒區(qū)與空氣隔絕，具有窒息作用；復(fù)蓋層具有防輻射和熱量向外傳導(dǎo)作用；泡沫中的水份蒸發(fā)可以吸熱降溫，起到冷卻作用。泡沫滅火劑可分為化學(xué)滅火劑和空氣泡沫滅火劑兩類。1）化學(xué)泡沫滅火劑化學(xué)泡沫是由兩種化學(xué)泡沫粉與水混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的水溶液，經(jīng)發(fā)泡機(jī)后形成。化學(xué)泡沫滅火劑對(duì)撲滅石油和石油產(chǎn)品以及其它油類火災(zāi)十分有效。但不宜用于撲滅醇類、醚類和酮類等水溶液的火災(zāi)以及電器火災(zāi)?；瘜W(xué)泡沫滅火劑的性能好，但成本高。2）高倍空氣泡沫空氣泡沫可分為普通蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、抗溶性泡沫以及中倍泡沫和高倍泡沫多種。高倍泡沫（發(fā)泡倍數(shù)在500～10000之間）主要用于火源集中、泡沫易堆積場(chǎng)合的火災(zāi)，如井下巷道、采掘工作面、室內(nèi)侖庫(kù)和機(jī)場(chǎng)設(shè)施等處火災(zāi)。3、干粉干粉滅火的原理。干粉靠加壓氣體的壓力從噴咀內(nèi)噴出，形成一股霧狀氣流，射向燃燒物，接觸火焰和高溫后，受熱分解，吸熱并放出不燃?xì)怏w（NH3和H2O（g）），可以稀釋火區(qū)范圍內(nèi)的氧濃度；干粉及其熱解產(chǎn)物可抑止碳?xì)渥杂苫?，破壞燃燒鏈反?yīng)；細(xì)的粉沫在高溫作用下溶化、膠結(jié)，形成復(fù)蓋層具有良好的“熱帳”作用。干粉滅火劑可以撲滅Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ類和電氣火災(zāi)，常見(jiàn)的滅火器有：（1）滅火手雷，將干粉滅火劑裝在成型的容器中，（2）噴粉滅火器4、鹵代烴滅火劑常用的鹵代烴滅火劑是用氟、氯、溴取代甲烷和乙烷中的氫而成，因此也叫鹵代烷滅火劑。其種類有二氟一氯一溴甲烷（ＣＦ2ＣlＢｒ）、三氟一溴甲烷（ＣＦ3Ｂｒ）等。為了讀寫(xiě)方便，根據(jù)其原子數(shù)用４個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字作它的代號(hào)，例如，二氟一氯一溴甲烷可用1211代替，三氟一溴甲烷用1301代替，以此類推。5、砂子和巖粉砂子和巖粉在煤礦廣泛應(yīng)用于撲滅電氣火災(zāi)。在井下機(jī)電硐室、井上下變電所等地方設(shè)有防火砂或巖粉池。（二）消除可燃物直接滅火除了向火源噴射滅火劑以外，在有些條件下還可以清除可燃物，消除燃燒的物質(zhì)基礎(chǔ)。煤礦常用的是挖除火源。（三）用凝膠處理高溫點(diǎn)和自燃火源凝膠是由基料（硅酸鹽（水玻璃））+促凝劑（碳酸氫氨等鹽類）+水（90%左右）組成。其基料和促凝劑都具有阻化作用，加之含有大量水份，在一定的壓力下，注入到高溫點(diǎn)周圍的煤體中。在成膠前凝膠易于流動(dòng)，能夠滲透到煤體碎裂的內(nèi)部。既可起到阻止氧化作用，又可封堵漏風(fēng)（裂隙）通道，防止漏風(fēng)滲入；其內(nèi)固聚的大量水份，遇高溫受熱蒸發(fā)，還可以起到吸熱降溫作用。因此，用凝膠處理高溫點(diǎn)和自燃火源效果較好。主體基料選擇液態(tài)水玻璃（俗稱泡花堿，化學(xué)分子式Na2O·nSiO2或Na2SiO3）。促凝劑是一種使水玻璃能快速生成Si（OH）4膠體，可供選擇物質(zhì)有稀鹽酸、稀硫酸、氯化銨、碳酸氫銨、硫酸銨、硫酸鋁等。凝膠的性能指標(biāo)及其影響因素主要有：1）成膠時(shí)間，根據(jù)使用條件不同，要求不同的成膠時(shí)間。用于滅火和處理高溫點(diǎn)，成膠時(shí)間控制在噴出后30s～50s較好；用于堵漏防火，壓注碎裂煤體，要求有較強(qiáng)的滲透性，成膠時(shí)間控制在5～10min為宜。2）熱穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性是指在較高溫度下維持其膠體狀態(tài)的性能。試驗(yàn)表明，基料中SiO2濃度越高，其熱穩(wěn)定性越好，防滅火效果越好。3）膠的強(qiáng)度，基料濃度及其中的SiO2濃度是影響膠體強(qiáng)度的主要因素，其濃度越高強(qiáng)度越大。用于防火時(shí)，基料濃度在3%～6%較好；用于滅火濃度在6%～9%為宜。（四）灌漿滅火灌漿滅火是煤礦井下常用的一種滅火方法。灌漿滅火的方法因火源位置而異。常用的方法有：井下巷道（鉆窩）打鉆灌漿、在火區(qū)密閉墻上插管灌漿和地面鉆孔注漿三種。灌入火區(qū)的漿液可以淹沒(méi)部分空間，既可冷卻降溫，又可增加密閉的氣密性，實(shí)現(xiàn)隔絕—冷卻聯(lián)合滅火。灌漿滅火的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷火源的位置。灌漿之前應(yīng)首先從鉆孔抽氣樣分析氣體成分和通過(guò)鉆孔測(cè)定溫度，以確定火源的大致范圍，然后通過(guò)鉆孔向火源頂部和周圍灌漿。三、隔絕滅火當(dāng)火源不能直接將火撲滅時(shí)，為了迅速控制火勢(shì)，使其熄滅，可在通往火源的所有巷道內(nèi)砌筑密閉墻，使火源與空氣隔絕?；饏^(qū)封閉后其內(nèi)惰性氣體（如CO2和N2等）的濃度逐漸增加，氧氣濃度逐漸下降，燃燒因缺氧而窒息。此種滅火方法稱為隔絕滅火。（一）密閉墻的結(jié)構(gòu)和種類按照密閉墻存在的時(shí)間長(zhǎng)短和作用，可分為臨時(shí)密閉、永久密閉和防爆密閉三種。1、臨時(shí)密閉墻其作用是暫時(shí)切斷風(fēng)流，控制火勢(shì)發(fā)展。為砌筑永久密閉墻或直接滅火創(chuàng)造條件。對(duì)臨時(shí)密閉墻的主要要求是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，建造速度快，具有一定的密實(shí)性，位置上盡量靠近火源。2、永久密閉墻較長(zhǎng)時(shí)間地（至火源熄滅為止）阻斷風(fēng)流，使火區(qū)因缺氧而熄滅。其要求是具有較高的氣密性、堅(jiān)固性和不燃性，同時(shí)又要求便于砌筑和啟開(kāi)。3、防爆密閉墻在有瓦斯爆炸危險(xiǎn)時(shí)，需要構(gòu)筑防爆密閉，以防止封閉火區(qū)時(shí)發(fā)生瓦斯爆炸。防爆密閉墻一般是用砂袋堆砌而成，如圖11-10-8。其厚度一