第十一章、矿井火灾.doc

第十一章 矿井火灾 概述 矿井火灾是指发生在矿井井下或地面井口附近、威胁矿井安全生产、形成灾害的一切非控制燃烧。 矿井火灾按引火热源的不同，可分为外因火灾和内因火灾两类。 外因火灾是由于外部热源如明火、瓦斯煤尘爆炸、等引燃可燃物造成的火灾。外因火灾的特点是发生突然，来势迅猛，如果不能及时发现和控制，往往会酿成重大事故。在矿井火灾的总数中，外因火灾所占比重一般为10％左右，但危害很大。据统计，国内外有记载的重大恶性火灾事故，90％以上属于外因火灾。 内因火灾是指煤炭接触空气后，因煤自身氧化产生热量，热量聚集使煤炭自然发火而产生的火灾。 外因火灾 矿井火灾和爆炸中90%以上的人员死亡的主要原因，不是因为被灼烧和爆炸冲击波引起的，而是因为吸入了有毒烟气，特别是一氧化碳气体。发生在井下的火灾同发生在地面上的火灾有两个明显不同的特征：第一，地下火灾发生在受限空间内，一旦发生火灾，受灾害影响的范围大，人员受灾害威胁严重，逃生困难；第二，井下火灾时期的通风直接受灾变影响，风流流经的路线和方向更难以控制，灭火人员的生命也受到严重威胁。 一、外因火灾的特性 1、火灾产生条件 产生外因火灾的三个必要条件是：有可燃物存在、有足够的氧气和足以引起火灾的热源。所有的有火焰的燃烧都会在氧气浓度低于10~12％时候熄灭，但是低温干馏性的燃烧却要在氧气浓度低于2％时才会熄灭。在氧浓度低于12％的空气中瓦斯失去爆炸性。 低于595℃的热源不能使瓦斯与空气的混合气体燃烧。 2、火灾的燃烧类型 分解燃烧是可燃物首先遇热分解，热分解产物和氧气反应发生的燃烧。 表面燃烧是燃烧发生在在可燃物与空气的接触表面进行的燃烧。 扩散燃烧是高浓度的可燃气体与空气边混合边燃烧的燃烧现象。 预混燃烧是可燃气体与空气预先混合好后的燃烧 。 蒸发燃烧是指液体蒸发所产生的可燃蒸汽与空气混合发生着火。 氧气的供给量低于燃烧所需要的氧气量的燃烧称为富燃料燃烧 氧气的供给量高于燃烧所需要的氧气量的燃烧称为富氧气燃烧 富燃料燃烧的高温可燃气体遇新鲜空气时发生的突然燃烧，称作回燃。 在井下巷道里，发生回燃的地点一般与原火源地点有一定的距离，有的学者称这种火灾现象为“跳蛙” 3、火风压 火下发生火灾时，由于高温烟流流经有标高差的井巷所产生的附加风压被称为火风压火风压就是高温烟流经倾斜或垂直的井巷时产生的自然风压的增量。 巷道高程差愈大，即高温烟流流经井巷始末两端的标高差愈大，火风压愈大 4、节流效应 当火灾发生时，空气的密度减小，空气的质量流量也会下降，这就是节流效应。但是，应注意到体积流量却会增加。 二、火灾对通风系统的影响 矿井火灾造成的风流紊乱主要有烟流逆退与风流逆转两种形式。 1、烟流逆退 在巷道顶部逆着巷道进风方向流动的烟流被称为烟流逆退（roll back）。 2、风流逆转 通风网络中的某分支风流方向发生改变的现象叫风流逆转 为了分析不同通风支路中火风压造成的影响，先对通风方向与路线类型作如下定义： 上行通风 在倾斜或垂直的巷道中，风流从标高低端向高端的流动。 下行通风 在倾斜或垂直的巷道中，风流从标高高端向低端的流动。 主干风路 发生火灾后，从入风井口经火源点到回风井的通路。 旁侧支路 主干支路以外的其余支路均称旁侧支路。 矿井火灾时期常见的风流逆转风路有：上行通风旁侧支路、下行通风主干风路。 第三节 内因火灾 一 、煤炭自然发火过程 若干来解释煤的自燃的学说，如黄铁矿作用、细菌作用、酚基作用，煤氧复合作用等学说。 ①黄铁矿作用学说认为煤的自燃是由于煤层中的黄铁矿（FeS2）Radio Sonde）、测气味法和红外辐射仪等方法。 3、气体分析方法 （1）气体分析成分与指标 （2）连续自动监测系统 ①束管监测系统 束管监测系统是用抽气泵能通过束管（多孔塑料管）抽取各取样点的气样，用色谱分析仪器进行气体成分分析，通过对分析数据的综合处理作出自燃火灾预测预报的监测系统。 束管检测系统主要由采样、分析、控制和数据贮存显示等部分组成 采样系统由抽气泵和管路组成。 气样分析使用气相色谱仪、红外气体分析仪等仪器。控制装置主要由三通实现井下多取样点进行巡回取样。具有数据贮存、显示和报警功能。 监测点布置在总回风道和集中回风道、采掘工作面有明显升温征兆的区域、火区密闭内等地点。 束管检测系统的缺点是管路长，维护工作量大。 4、其它测定方法 核物探技术和地质雷达探测技术。 第四节 内因火灾的预防 一、开拓开采技术措施 1、合理地进行巷道布置 （1） 对一些服务时间较长的巷道应尽量采用岩石巷道。 （2）区段煤巷采用垂直重叠布置。 （3）采用无煤柱护巷方式。 2、坚持正规开采和合理的开采顺序 3、减少煤体破碎 二、防止漏风 1、漏风与自燃火灾的关系 采空区按照煤自燃难易程度分为三个区