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矿井火灾防治理论与技术 贵州大学矿业学院 重点与难点 1、煤炭自燃理论； 2、煤炭自燃预测预报； 3、防灭火技术 4、均压防灭火； 5、火灾时期风流控制 第一节 概 述 一、火灾与矿井或煤田火灾的概念 在矿井或煤田范围内发生，威协安全生产、造成一定资源和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故，称之为矿井或煤田火灾。 二、矿井火灾的类型及其特性 １、按引火原因分类 １）内因(自燃)火灾。 2）外因火灾。 ２、消防分类 Ａ类火灾:,煤炭、木材、橡胶、棉、毛、麻等含碳的固体可燃物质 Ｂ类火灾，指汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、丙酮等可燃液体 Ｃ类火灾，指煤气、天燃气、甲烷、乙炔、氢气等可燃气体。 Ｄ类火灾，象钠、钾、镁等可燃金属燃烧形成的火灾。 ３、其它分类方法。 还有按火源特性，可分为原生火灾与再生火灾；按火源产生的位置，可分为井上火灾与和井下火灾等。 三、防灭火研究的内容 煤矿火灾防治是一项系统工程，其理论与技术的研究内容应围绕一个目标和三个问题。 第二节 矿井外因火灾及其预防 一、物质燃烧的充要条件 １、必要条件----可燃物、助燃物、高温能量 火源。 ２、充分条件----三个必要条件同时存在，互相作用；Q生Q散 煤矿常见的外因火源主要有以下几种： １）电能热源： ２）摩擦热 。 ３）放明炮、糊炮等。 4）明火（高温焊碴、吸烟）。 二、外因火灾的预防 1、我国的消防方针----预防为主，消防结合 2、防火对策-----矿井火灾的防治可以采取下列三个对策： １）技术(Engineering)对策 (1)灾前对策----防止起火、防止火灾扩大 (2)灾后对策----报警、控制、灭火、避难 ２）教育（Education）对策 ----- 知识、技术、态度 ３）管理（法制(Enforcement））对策----制定各种规程、规范和标准，且强制性执行。 这三种对策简称“三Ｅ”对策。前两者是防火的基础，后者是防火的保证。 三、预防外因火灾的技术措施 （二）防止火灾蔓延的措施 限制已发生火灾的扩大和蔓延，是整个防火措施的重要组成部分。火灾发生后利用已有的防火安全设施，把火灾局限在最小的范围内，然后采取灭火措施将其熄灭，对于减少火灾的危害和损失是极为重要的。其措施有： 1、在适当的位置建造防火门，防止火灾事故扩大。 2、每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库。 3、每一矿井必须在地面设置消防水池，在井下设置消防管路系统。 4、主要通风机必须具有反风系统或设备，反风设施并保持其状态良好 第三节 煤炭自燃的理论基础 一、煤炭自然机理 主要的有黄铁矿作用学说、细菌作用学说、酚基作用学说以及煤氧化合学说等 二、煤的氧化特性 1、所有品种煤在常温下都吸氧，但吸氧速度不同。 2、煤的吸氧速度与所在空气中的氧浓度成正比， 即 dm/dτ＝ＵＣ ３、在温度不变条件下，吸氧速度常数随时间按指数规律衰减， 即 Ｕ＝Ｕ1τ—H ４、吸氧速度常数Ｕ与煤自身温度之间符合幂函数关系 ５、煤在氮气中加热后再冷却可使它的活性增加，并有重新恢复到原有活性的可能。 ６、吸氧速度常数Ｕ与粒度之间成复杂关系 三、自燃发火与自燃发火期 自燃发火：有自燃倾向性的煤层被开采破碎后在常温下与空气接触发生氧化，产生热量使其温度升高，出现发火和冒烟的现象 (1)明火、冒烟、火炭；(2)T70℃；(3)CO、C2H4等超临界值并上升 自燃发火期：从煤层被开采破碎接触空气之日起，至出现自燃现象或温度上升至燃点为止所经历时间。以月或天 四、煤炭自条件 1、具有自燃倾向的煤被开采后呈破碎堆积状态. 2、有较好的蓄热条件。 3、有适量的通风供氧。 4、上述三条件共存的时间大于煤的自燃发火期。 五、影响煤炭自然发火的因素 1、煤的自燃性能 1）煤的分子结构。 2）煤化程度。煤的自燃倾向性随煤化程度增高而降低。 3）煤岩成分。镜煤亮煤暗煤丝炭 4）煤中的瓦斯含量。它类似用惰性气体稀释空气对氧化发生的影响 5）水分。既有加速氧化的一面，也有阻滞氧化的因素。 6）煤中硫和其它矿物质，煤中含有的硫和其它催化剂，则会加速煤的氧化过程。 2、开采技术 矿井的开拓方式、采区巷道布置、回采方法和回采工艺、通风系统和技术管理等开采技术和管理水平，对自然发火起决定性影响。 1）矿井开拓方式和采区巷道布置。 2）回采方法和回采工艺，但其决定的因素是回采率和工作面推进速度 3、影响采空区自燃的因素