華北理工礦井通風(fēng)與安全課件10礦井火災(zāi)防治

第十章礦井火災(zāi)防治重點(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)流控制第一節(jié)概述一、火災(zāi)與礦井或煤田火災(zāi)的概念

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)。二、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)。

2）外因火災(zāi)。

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)。３、其它分類方法。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。愚者用鮮血換取教訓(xùn)，智者用教訓(xùn)避免流血

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

１、必要條件----可燃物、助燃物、高溫能量火源。２、充分條件----三個(gè)必要條件同時(shí)存在，互相作用；Q生>Q散煤礦常見的外因火源主要有以下幾種：１）電能熱源：２）摩擦熱。３）放明炮、糊炮等。4）明火（高溫焊碴、吸煙）。二、外因火災(zāi)的預(yù)防

1、我國(guó)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個(gè)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。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。

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。（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。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(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)良好目前，對(duì)礦井外因火災(zāi)的防治最困難的問(wèn)題為火源點(diǎn)的快速定位。常用的方式是通過(guò)監(jiān)控設(shè)施的反應(yīng)時(shí)間及先后順序沿所覆蓋的范圍進(jìn)行逆推，從而確定火源點(diǎn)的確切位置。外因火災(zāi)火源定位定性分析定量判斷采用集合法的方式進(jìn)行分析采用模糊聚類分析方法進(jìn)行判斷假設(shè)任一通風(fēng)網(wǎng)路，支路的集合為A，傳感器集合為B，節(jié)點(diǎn)的集合為D，那么網(wǎng)路集合G＝（A，D）；（1）如果第i條支路中Bk探頭發(fā)生報(bào)警時(shí)，那么傳感器Bk監(jiān)測(cè)的所有在Ai分支有可能發(fā)生火災(zāi)，則有可能發(fā)生火災(zāi)的巷道可用集合表示，即：X1＝｛Bk｜Bk位于Ai的上風(fēng)測(cè)｝同理，可能發(fā)生火災(zāi)的巷道集合：｛X1，X2…Xn（若有n個(gè)探頭探得煙霧）｝則可能發(fā)生火災(zāi)的巷道是這些集合的交集；Y＝X1∩X2∩…∩Xn（2）在G集合中的所有巷道，如果傳感器Bn未發(fā)生報(bào)警，那么Bn所監(jiān)控的巷道都不可能發(fā)生火災(zāi)S1＝｛Bn｜Bn位于Aj的上風(fēng)流｝若有m個(gè)這樣的探頭沒(méi)有發(fā)生報(bào)警，則不可能發(fā)生火災(zāi)的巷道集合為：S＝S1∩S2∩…∩Sm

火災(zāi)火源定性判斷定量判斷主要采用時(shí)間差法：①記錄報(bào)警探頭位置和各探頭報(bào)警時(shí)間，求出各探頭報(bào)警的時(shí)間差。②在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖上，確定求出傳感器前方各節(jié)點(diǎn)到傳感器位置處節(jié)點(diǎn)的最短路徑，并求出各最短路的差值。③對(duì)比各節(jié)點(diǎn)到各報(bào)警探頭的路徑差與各報(bào)警探頭的時(shí)間差，判定火災(zāi)位置。這些計(jì)算全部采用網(wǎng)絡(luò)解算軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。火災(zāi)火源定量判斷傳感器1所包含的巷道集合：傳感器2所包含的巷道集合：傳感器3所包含的巷道集合：傳感器4所包含的巷道集合：求其差值：實(shí)際發(fā)生報(bào)警的時(shí)間集合為：X1={0，224，321，510},則根據(jù)報(bào)警時(shí)間的先后順序，報(bào)警時(shí)間差，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)解算結(jié)果，5、6、10支路報(bào)警時(shí)間差為：判斷發(fā)生火災(zāi)的巷道就轉(zhuǎn)變成判定時(shí)間差子集的相似關(guān)系問(wèn)題。引入不同子集間的歐式距離和相似度，通過(guò)計(jì)算子集間的距離大小和相似度的大小，比較二者之間的關(guān)系，即可判定火源位置。G1G5={X5，X6}G4={X10}G1={X1}0G5={X5，X6}39.960G4={X10}48.757.870G1={X1}G2={X5}G3={X6}G4={X10}G1={X1}0G2={X5}39.960G3={X6}69.429.730G4={X10}48.738.957.870G6G4={X10}G6={X1，X6，X5}0G4={X10}57.870計(jì)算子集間的相關(guān)系數(shù)：任意兩個(gè)樣品Xi和Xj均可看成p維空間的兩個(gè)向量，這兩個(gè)向量之間的夾角余弦用表示：計(jì)算子集間的相似系數(shù)矩陣：第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎(chǔ)一、煤炭自然機(jī)理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)以及煤氧化合學(xué)說(shuō)等二、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，即dm/dτ＝ＵＣ３、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—H

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)Ｕ與粒度之間成復(fù)雜關(guān)系三、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

(1)明火、冒煙、火炭；(2)T>70℃；(3)CO、C2H4等超臨界值并上升

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。以月或天四、煤炭自條件

1、具有自燃傾向的煤被開采后呈破碎堆積狀態(tài).2、有較好的蓄熱條件。

3、有適量的通風(fēng)供氧。

4、上述三條件共存的時(shí)間大于煤的自燃發(fā)火期。

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)。

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。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(guò)程。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：L1=5~20m,由于自由堆積，空隙漏風(fēng)大，Q生<Q散，自燃帶：L=20~70m，空隙、漏風(fēng)小，Q生>Q散窒息（不自燃）帶Ⅲ：漏風(fēng)小，氧氣濃度低ⅠL1ⅢL2WⅡ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)，則

τ＝(L1+L2)/V

當(dāng):τS≤τ時(shí)，可能發(fā)生自燃。

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。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.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]。因此，有一定局限性。但對(duì)我們研究自燃問(wèn)題是有參考價(jià)值的。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。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）開采深度。六、煤的自燃過(guò)程及特點(diǎn)１、潛伏（自燃準(zhǔn)備）期：以物理吸附，煤溫開始升高，無(wú)宏觀現(xiàn)象，２、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。３、自燃階段：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。4、熄滅：降到燃點(diǎn)以下，潛伏期自熱期自熱期風(fēng)化燃燒時(shí)間溫度TC=70TB第四節(jié)礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)根據(jù)煤田地質(zhì)勘探或在礦井開采的過(guò)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)。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。30度常壓下吸氧量等級(jí)自燃傾向等級(jí)褐煤、煙煤高硫煤、無(wú)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%二、煤層自然發(fā)火期的估算方法及其延長(zhǎng)途徑1、煤層自然發(fā)火期的估算（１）統(tǒng)計(jì)比較法----生產(chǎn)礦井，揭煤統(tǒng)計(jì)，分煤層統(tǒng)計(jì)，以最短（２）類比法----根據(jù)地質(zhì)資料，參照吸氧量鑒定，對(duì)照同類礦井２、延長(zhǎng)煤層自然發(fā)火期的途徑，其途徑有：１）減小煤的氧化速度和氧化生熱。２）增加散熱強(qiáng)度，降低溫升速度。三、礦井外因火災(zāi)預(yù)測(cè)礦井外因火災(zāi)預(yù)測(cè)是，通過(guò)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)。四、礦井火災(zāi)的預(yù)報(bào)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。

主要有：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)；２）視覺(jué)；３）感（觸）覺(jué)。2、氣體成分分析法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。2）常用的指標(biāo)氣體(1)一氧化碳（ＣＯ）(2)Ｇｒａｈａｍ系數(shù)ＩCO

(3)乙烯。(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、連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

1、束管系統(tǒng)1）、采樣系統(tǒng)2）、控制裝置3）、氣樣分析4）、數(shù)據(jù)貯存、顯示和報(bào)警２、礦井火災(zāi)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控第五節(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

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

主要技術(shù)措施有：1、合理地進(jìn)行巷道布置(1)盡量巖巷，有利于均壓，(2)區(qū)段巷道分采分掘；(3)無(wú)煤柱開采技術(shù)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、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)。4、堅(jiān)持自上而下的開采順序。5、合理確定近距離相鄰煤層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。（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)。水土比2）漿材的選取漿材必須滿足一定的基本要求。３）漿液的制備工藝。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。L----總長(zhǎng)度，H----入出口高差，h—泵壓力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。3)灌漿鉆孔（三）灌漿防火方法按與回采的關(guān)系分，預(yù)防性灌漿有：采前預(yù)灌、隨采隨灌、采后封閉灌漿等三種。方法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開掘的灌漿巷道內(nèi)，每隔一定距離（10～15m）向采空區(qū)打鉆灌漿，2)埋管灌漿。3）工作面灑漿。4)綜采工作面插管灌漿。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(inhibitors)。

作用機(jī)理：增加惰性、形成液膜、充填、蓄水、降溫1、阻化劑的評(píng)價(jià)指標(biāo)及其影響因素１）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)。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(guò)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：V----衰減速度

τ＝Ｅ／Ｖ2、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。以及工業(yè)廢液等。3、阻化劑防火工藝方法

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。第六節(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)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

特性：上風(fēng)側(cè)壓力增加，下風(fēng)側(cè)

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（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。特性：

前提：以增加風(fēng)量為前提。

ABⅠⅡABOaba’b’ABL1EEL（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1、并聯(lián)漏風(fēng)如圖是后退式回采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。2、角聯(lián)漏風(fēng)（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(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)。D漏風(fēng)路線ABC123456261345

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：具體措施2136547R25R23R37R57三、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F2K2DK1F1CAB火F2K2K1F1ABF1K1（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；2、火區(qū)的動(dòng)態(tài)觀測(cè)

火F2K2K1ABCD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。

EDFABC采空區(qū)ADCB(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)惰氣防滅火

惰氣系指不可燃?xì)怏w或窒息性氣體，主要包括氮?dú)?、二氧化碳以及燃料燃燒生成的煙氣（?jiǎn)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(guò)程中，氮?dú)庾⑷牖饏^(qū)后，兼有抑爆作用。

2、氮?dú)庵迫∪N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。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。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。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)礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)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12ρmg4ρma3二、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(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?；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。

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。３)火煙滾退。火265D134火25134火25煙134旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)主干風(fēng)路煙流逆退火新鮮風(fēng)流火煙滾退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瑢?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）采用打開風(fēng)門、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。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(guò)原來(lái)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(guò)大；主通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓作用于主干風(fēng)路的風(fēng)壓小。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(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。2、火災(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。(1)火源位于采區(qū)內(nèi)部，(2)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的高瓦斯；(3)獨(dú)頭巷道；(4)采區(qū)或礦井回風(fēng)道；(5)減少向火源供風(fēng)

2)停風(fēng)機(jī)----(1)進(jìn)風(fēng)井口，(2)獨(dú)頭巷道CH4濃度>上限，(3)主通風(fēng)機(jī)成為阻力；

3)反風(fēng)----(1)全礦反風(fēng)；(2)區(qū)域性反風(fēng)；(3)局部反風(fēng)

4)風(fēng)流短路----進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)

第九節(jié)礦井火災(zāi)處理與控制一、滅火原理滅火原理：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)。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。泡沫的比重小，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。

3、干粉干粉滅火劑是目前公認(rèn)的滅火效力較高的一種新型的化學(xué)滅火劑。應(yīng)用范圍比較廣泛。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桑茐娜紵湻磻?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。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。滅火原理：在氮?dú)獾膲毫ψ饔孟拢瑴缁饎┝⒓闯伸F狀噴出。形成比重大、擴(kuò)散慢的氣體，能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)滯留在火區(qū)內(nèi)。其作用是降低火區(qū)氧濃度之外，中斷鏈反應(yīng)，阻止燃燒，并兼有一定窒息和冷卻作用。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)。

（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)和自燃火源凝膠是近年來(lái)應(yīng)用于煤礦井下防滅火較為廣泛的材料，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。滅火原理：凝膠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。

（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。

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。（一）密閉墻的結(jié)構(gòu)和種類分為：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。

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。

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。（二）密閉墻的位置選擇密閉墻的位置選擇合理與否不僅影響滅火效果，而且決定施工安全性。封閉火區(qū)的原則是：密、小、少、快四字。密是指密閉墻要嚴(yán)密，盡量少漏風(fēng)；小是指封閉范圍要盡量?。簧偈侵该荛]墻的道數(shù)要少；快是指封閉墻的施工速度要快。（三）封閉火區(qū)的順序目前基本上有兩種：一是先進(jìn)后回（又稱為先入后排）；二是進(jìn)回同時(shí)?；鹚摹⒎忾]火區(qū)的方法封閉火區(qū)的方法分為三種：

1、鎖風(fēng)封閉火區(qū)。從火區(qū)的進(jìn)回風(fēng)側(cè)同時(shí)密閉，封閉火區(qū)時(shí)不保持通風(fēng)。這種方法適用于氧濃度低于瓦斯爆炸界線(O2<12%)的火區(qū)。２、通風(fēng)封閉火區(qū)。在保持火區(qū)通風(fēng)的條件下，同時(shí)構(gòu)筑進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)的密閉。３、注惰封閉火區(qū)。第二、三種方法，即封閉火區(qū)時(shí)保持通風(fēng)的方法在國(guó)內(nèi)外被認(rèn)為是最安全和最正確的方法，應(yīng)用較廣泛。

五、撲滅和控制不同地點(diǎn)火災(zāi)的方法

1、井口和井筒火災(zāi)--2、井底火災(zāi)

3、井下硐室火災(zāi)

4、通風(fēng)巷道火災(zāi)

5、采煤工作面火災(zāi)

6、獨(dú)頭巷道火災(zāi)礦井火災(zāi)的預(yù)防措施

預(yù)防主要從兩方面入手，一是防止失控的高溫?zé)嵩矗欢潜M量采用不燃或耐燃材料支護(hù)和不燃或難燃制品，同時(shí)防止可燃物的大量積存。井下發(fā)生火災(zāi)時(shí)的應(yīng)急措施1、最先發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的人員保持鎮(zhèn)定，迅速弄清火情，立即采取有效措施直接滅火。并及時(shí)報(bào)告調(diào)度室通知礦山救護(hù)隊(duì)前來(lái)滅火。

火情不論誰(shuí)發(fā)現(xiàn)，迅速報(bào)告是關(guān)鍵；說(shuō)明災(zāi)情和地點(diǎn)，請(qǐng)求救護(hù)和支援2、現(xiàn)場(chǎng)區(qū)（隊(duì)）長(zhǎng)要立即按礦井災(zāi)害預(yù)防與處理計(jì)劃的規(guī)定，將所有受火災(zāi)威脅的地區(qū)、火災(zāi)下