第七章矿山自燃火灾事故与安全课件.ppt

1.煤炭自燃火灾现状与趋势 有煤炭自燃倾向的矿井：56% 有自燃发火危险的煤层：60% 自燃火灾占矿井火灾总数：70% 趋势：综采放顶煤开采技术，火灾更频繁 2.煤炭自燃发火机理 黄铁矿作用学说 煤层中的黄铁矿 (FeS2)与空气中水份和氧发生热反应引起 2.煤炭自燃发火机理 酚基作用学说 煤体内不饱和的酚基化合物与空气中氧反应，放出热量引起 3.煤炭自燃发展过程 煤炭自燃过程 煤炭自热温度 自热温度 煤加速反应的临界温度。达到了该温度点后，氧化产热量高于散热量，导致环境温度上升，氧化速度增加，并又产生更多的热量。 影响因素 煤的产热能力与蓄热环境。 煤炭自燃条件 煤具有自燃倾向性 有连续的供氧条件 热量易于积聚 足够的时间 煤炭着火点温度 着火点温度 煤自发燃烧的最低温度。达到了该温度点后，煤炭开始燃烧。 主要煤炭着火温度 煤自燃危险程度 煤自燃危险程度 （1）煤的自燃倾向性 （2）地质采矿因素 （3）自燃发火期 煤炭自燃倾向性 取决于常温下煤的氧化能力和发热能力。不同的煤自燃倾向性不同,是采矿安全设计的基础。 自燃倾向性分类：容易自燃、自燃、不易自燃。 《规程》要求：新建矿井与延深新水平所有煤层的自燃倾向性要进行鉴定。 煤自燃倾向影响因素 （1）煤的变质程度 碳化程度越高，煤体内的活性结构越少。所以煤的变质程度越低，煤自燃倾向性越大。褐煤最易自燃，无烟煤最不易自燃，烟煤介于之间。 烟煤的煤化度： 长焰煤、不黏煤、弱黏煤、气煤、肥煤、焦煤 煤自燃倾向影响因素 （2）煤的水分 自热时，水分的催化作用随着温度的增加增大（雨后地面煤堆，灌水灭火疏干）。 水分是FeS2反应的必要条件。 自热时水分生成蒸气要消耗热量，所以湿度太大，温度难以上升。 煤自燃倾向影响因素 （3）煤岩成分 煤岩成分：丝煤、亮煤和镜煤、暗煤 丝煤：结构松散，着火点低（190-270℃），最易自燃，引火作用。 镜煤/亮煤：脆性大，易破碎，而且灰分少，常充填有黄铁矿，易自燃，利于自燃的发展。 暗煤：硬度大，不易自燃。 煤自燃倾向影响因素 煤炭自燃倾向影响因素 （5）煤破碎程度 完整的煤体不会自燃，破碎后表面积增大、着火温点降低，自燃性能显著提高。 煤粒直径=1.5～2mm，着火点330～360℃； 粒度直径〈1mm，着火点低到190～220℃。 煤的自燃性随着破碎度的增加而上升。 煤自燃倾向影响因素 （６）煤的瓦斯含量 瓦斯含量较高的煤，含有大量的吸附瓦斯，使煤与空气隔离，氧气不易与煤表面发生接触，使煤炭不易自燃。 当煤中残余瓦斯量》5m3/t时，煤难以自燃。但在瓦斯的放散后，自燃特性就再现出来了。 煤自燃地质采矿影响因素 （１）地质赋存条件 厚度大：回采时间长，大量残矿 倾角大：封闭困难，大量残矿 地质构造复杂：破碎易吸氧、氧化 顶板坚硬：煤柱易压碎，冒落空区不密实 煤自燃地质采矿影响因素 （2）开拓与采矿 开拓 切割煤层越多，自燃发火危险性越大。 采矿 矿石损失越大、回采时间越长，危险性越大 煤自燃地质采矿影响因素 （3）通风漏风 采空区：残矿、裂缝煤柱、裂缝煤壁 工作面：大量堆煤 措施：堵塞、降低风压 煤自燃地质采矿影响因素 煤自燃初期征兆 （1）初期征兆 自热潜伏期结束后进入自燃初期。煤炭自燃发展有一个过程。主要征兆为： 煤温度升高，但在临界温度以下 空气中氧浓度降低 空气中相对湿度较大 出现CO、CO2 煤自燃初期征兆 （2）自热后期征兆 自热温度超过临界值，但未达到明火燃烧温度，为自热后期。主要征兆为： 火源处空气湿度大、雾气、煤壁出汗 出现煤炭氧化物：CO、CO2、甲烷等 煤温、水温、空气温度升高 水酸度增大 煤自燃早期识别 1. 直接测试方法 煤炭自燃发展有一个过程。初期发现，可阻止发展，避免酿成火灾。其自燃有明显的外部特征，可采用直接测试的方法测定。主要测试方法为： 人的感觉 气味测定 温度测定（空气、围岩） （1）人的直接感觉 嗅觉：煤油、芳香味、非饱和碳氢化合物 视觉：水蒸气、表面水珠、烟雾 触觉：头痛、闷热、精神疲乏 根据人的感觉，是最快捷、最简便的方法。 （2）气味剂测试法 气味胶囊： 封装有低沸点、高蒸汽压、浓烈气味的液态物质（硫醇和紫罗兰酮） 测试方法： 将其埋在测点，温度升