矿山安全工程 第6章.ppt

第六章 矿山防火与防爆 6.1矿山火灾与爆炸事故  6.1.1矿山火灾及其危害 火灾：失去控制并造成财物损失或人员伤害的燃烧现象。 矿山火灾：发生在矿山企业内的火灾。 地面火灾：发生在厂房、仓库、办公室或其它地面建筑物设施里的火灾； 矿内火灾：发生在矿井的各种巷道、峒室、采矿场或采空区中的火灾。 在矿井井口附近发生的地面火灾，如果所产生的高温和烟气随风流进入矿井，威胁井下人员安全时，也被叫做矿内火灾。 矿山火灾 内因火灾：由于矿岩氧化自燃而引起的，主要发生在煤矿。 外因火灾：由于矿岩自燃以外的原因，如吸烟、明火或电气设备故障等引起的火灾。 据统计，我国冶金、有色、黄金等金属非金属矿山中，外因火灾占矿山火灾事故的80%~90%。 矿内火灾特点 不完全燃烧现象十分明显，产生大量含有有毒有害气体的黑烟。 火灾产生的高温和烟气随风流迅速在井下传播。 矿内火灾时产生火风压，引起矿内风流紊乱，增加控制烟气传播的困难性。 矿内火灾时消防与疏散的困难。 6.1.2矿山爆炸事故及其危害 化学爆炸：由于物质的迅猛化学反应引起的爆炸； 炸药爆炸、气体爆炸、粉尘爆炸属于化学爆炸； 物理爆炸：由于物质的物理变化引起的爆炸。 压力容器爆炸属于物理爆炸。 6.2燃烧与爆炸机理 6.2.1燃烧 燃烧是一种放热、发光的化学反应。 燃烧反应速度快、放热多，在短时间里放出大量的热，提高了燃烧产物的温度，并引起燃烧产物分子内电子的跃迁，放出各种波长的光来。 放热、发光和生成新物质是燃烧反应具有的三个特征，它们是区分燃烧与非燃烧现象的依据。 燃烧 燃烧反应在本质上属于氧化还原反应。 参与反应的反应物必须包含有氧化剂(助燃物)和还原剂(可燃物)。 为了使燃烧反应能够进行，必须有引起并维持燃烧的热能。 通常，把能够引起可燃物质燃烧的热能源叫做引火源，而维持燃烧的热能往往来自燃烧本身。 燃烧 燃烧作为一种化学反应，在反应物的组成、反应温度、压力和能量方面都存在着极限值。 具备一定数量或浓度的可燃物、助燃物，以及一定强度的热能源，是引起燃烧的必要条件。 燃烧的本质是游离基的链锁反应。游离基的链锁反应是燃烧的第四个必要条件。 6.2.2发火 发火是从未燃烧状态向稳定的燃烧状态转移的过渡现象，又称为着火 。 发火是一种不稳定的状态。为了实现向稳定的燃烧状态的转移，必须满足一定的物质条件和能量条件。这些必要条件被叫做发火的临界条件。 对于可燃性气体来说，其物质条件是指浓度条件，称为燃烧界限； 能量条件是指点火温度，即燃点或点火能。 1.自然发火 自然发火：可燃性物质在没有外界引火源的情况下自行发火燃烧的现象，又称自燃 。 按其热量的来源，有自热自燃和受热自燃之分。 自热自燃：由于可燃性物质的生物或物理化学作用发热而导致的自燃发火。有时把自热自燃叫做狭义自然发火。 受热自燃：由于可燃性物质受到外界加热而引起的自然发火。 能使可燃性物质自然发火的最低温度称为自燃点。物质的自燃点越低，自然发火引起火灾的危险性越大。 2.引燃 可燃性物质与引火源接触而发生持续燃烧的现象。 燃点：可燃性物质遇到引火源开始持续燃烧所必须的最低温度。 物质的燃点越低，则越容易被引燃，火灾危险性也越大。 引燃 闪燃：当引火源接近液体表面时，发生的一闪即灭的燃烧现象。 闪点：可燃性液体能够发生闪燃的最低温度。 液体的闪点越低，其火灾危险性越大。 按闪点的高低，把可燃性液体分为二类四级。 易燃液体，其中闪点低于28℃的为一级，闪点为28~45℃的为二级； 可燃液体，其中闪点在45~120℃的为三级，闪点在120℃以上的为四级。 电火花引燃 电火花是一种高能量密度的引火源，能在极短的时间内集中地放出能量。 电火花很容易引燃可燃性混合气体。 最小点火能：可燃性混合气体被引燃的临界放电能。 最小点火能：随可燃性混合气体的组成、压力和温度等条件变化。当可燃性混合气体的温度、压力升高时，最小点火能降低。 随着放电电极之间距离的减少，最小点火能逐渐减少，然后趋于稳定。 熄火距离：当放电电极之间的距离小到某一定值时，最小点火能突然变为无穷大时的放电电极间的距离。 可燃性混合气体的熄火距离的变化规律与最小点火能的变化规律类似。 热表面引燃 热表面系指高温固体表面。 当可燃性物质与热表面接触时，热表面向可燃性物质传热，使其温度上升而在热表面附近发火。 当可燃性物质被热表面引燃时，热表面有一临界温度，在低于此临界温度的场合可燃性物质不能被引燃。此临界温度叫做点火温度。 固体可燃性物质被引燃之前，首先受热分解，析出可燃性气体并与空气混合，其过程类似于热辐射和高温气体引燃。 高温气体引燃 高温气体是指火焰。 当用火焰引燃可燃性混合气体时，与火焰接触的混合气体受对流传热的加热