[精品]火警防治.ppt

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1、矿井火灾第十章 火灾防治第一节 概述1第二节 外因火灾及其预防2第三节 煤炭自燃理论基础3第四节 火灾预测与预报4第六节 灌浆与阻化剂防灭火6第八节 惰气防灭火8第九节 火灾时期通风9第七节 均压防灭火7第五节 开采技术防火措施5第十节 矿井火灾处理与控制10第一节 概述n火灾与矿井（煤田）火灾的概念n火灾n违背人们意愿而发生的非控制性燃烧。n矿井（煤田）火灾n在矿井或煤田范围内发生，威胁安全生产、造成一定的资源和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故。第一节 概述n火灾的类型及其特性n按引火原因分类：内因火灾、外因火灾n消防分类（根据物质及其燃烧特性）：nA类火灾煤炭、木材、橡胶、棉、毛、麻等含碳固

2、体可燃物质燃烧nB类火灾指汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、丙酮等可燃液体燃烧nC类火灾指煤气、天然气、甲烷、乙炔、氢气等和可燃气体燃烧nD类火灾像钠、钾、镁等可燃金属燃烧形成的火灾（火源温度高）n其他分类方法n按火源特性分为原生火灾与再生火灾；按火源产生的位置分为井上火灾和井下火灾。第一节 概述n防灭火研究的内容“一个目标三个问题”n一个目标：防止矿井火灾发生，对于已发生的火灾要防止 其扩大并最大限度地减少火灾中的人员伤亡和经济损失。n三个问题：1）火灾是如何发生的？n 2）如何防止火灾发生？n 3）火灾发生后如何进行及时而有效地控制和 处理？第二节 外因火灾及其预防n物质燃烧的充要条件n必要条

3、件n有充足的可燃物n有助燃物存在n具有一定温度和能量的火源n充分条件n燃烧的三个必要条件同时存在，相互作用n可燃物的温度达到燃点，生成热量大于散发热量n煤矿常见外因火源：1）电能热源 2）摩擦热 3）违规爆破n 4）液压联轴器喷油着火 5）明火第二节 外因火灾及其预防n外因火灾的预防n我国的消防方针“预防为主，消防结合”n防火对策“3E”n技术（Engineering）对策n灾前：防止起火；防止已发生的火灾扩大n灾后：报警；控制；灭火；避难n教育(Education)对策n包括知识、技术和态度三方面n管理(法制Enforcement)对策第二节 外因火灾及其预防n预防外因火灾的技术措施n防止火

4、灾产生n防止失控的高温热源产生和存在n尽量不用或少用可燃材料，使用时与潜在的热源保持安全距离n防止产生机电火灾n防止摩擦引燃：1）防止胶带摩擦起火；2)防止摩擦引燃瓦斯n防止高温热源和火花与可燃物相互作用n防止火灾蔓延n在适当的位置建造防火门，防止火灾事故扩大n每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库n每一个矿井都必须在地面设置消防水池，在井下设置消防管路系统n主要通风机必须具有反风系统，反风设置，并保持其状态良好第三节 煤炭自燃理论基础n煤炭自燃机理n煤的自燃是氧化过程自身加速发展的结果n煤的氧化特性煤的氧化规律n1）所有品种煤在常温下都吸氧，但吸氧速度不同，取 决于煤的分子结构和物理化学性质

5、n2）煤的吸氧速度与所在空气中的氧浓度成正比n3）在温度不变条件下，吸氧速度常数随时间按指数规 律衰减n4）吸氧速度常数与煤自身温度之间符合幂函数关系n5）煤在氮气中加热后再冷却可以使它的活性增加，并 有重新恢复 到原有活性的可能n6）吸氧速度常数与粒度之间成复杂关系n第三节 煤炭自燃理论基础n自燃发火与自燃发火期n自燃发火：有自燃倾向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。n 1、煤炭自燃出现明火、火炭和烟雾现象；n 2、由于煤体自热而使煤体、围岩或空气温度升高至70以上；n 3、由于煤炭自热而分解出CO、C2H4或其他指标气体，在空气中的浓

6、度超过预测指标并呈逐渐上升趋势。n煤层自燃发火期：从煤层被开采破碎、接触空气之日起，至出现上述定义的自燃现象或温度上升到自燃点为止，所经历的时间。煤层自燃发火期取决于煤的内部结构和物理化学性质、被开采破坏后的堆积状态参数、裂隙或空隙度、通风供氧、蓄热和散热等外部环境因素。第三节 煤炭自燃理论基础n煤炭自燃充分必要条件n有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态，堆积厚度大于0.4mn有较好的蓄热条件n有适量的通风供氧，氧浓度大于15%时，煤炭氧化方可较快进行n上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期第三节 煤炭自燃理论基础n影响煤炭自燃发火的因素自燃性能自燃性能1）煤分子结构2）煤化程度3）煤岩成分4

7、）瓦斯含量5）水分6）煤中硫和其 他矿物质开采技术开采技术1）矿井开拓方 式和采区巷 道布置2）回采方法和 回采工艺采空区自燃采空区自燃1）采空区三带划分确定自燃带2）工作面推进速度和自燃带最大宽度漏风漏风1）提供氧气，促进煤氧化2）带走热量，抑制氧化地质因素地质因素1）倾角2）煤层厚度3）地质构造4）开采深度第三节 煤炭自燃理论基础n煤的自燃过程及其特点n潜伏期自热阶段燃烧阶段熄灭图中虚线为风华进程线，潜伏期与自热期之和为煤的自燃发火期。第四节 火灾预测与预报n预测方法n实验室确定自燃倾向等级n根据已有资料确定自燃发火期n煤层自燃倾向的鉴定方法双气路气相色谱仪吸氧鉴定法n自燃发火期的估算及其

8、延长途径n估算方法：1）统计比较法 2）类比法n延长途径：1）减小煤的氧化速度和氧化生热n 2）增加散热强度，降低温升速度第四节 火灾预测与预报n外因火灾预测Your Text调查可燃物划分危险区调查火源第四节 火灾预测与预报n火灾的预报n依靠人的生理感觉预报，包括嗅觉、视觉和感（触）觉。n气体成分分析法n指标气体及临界指标n具备条件：灵敏性、规律性和可测性n常用指标气体n一氧化碳nGraham系数n乙烯n其他COI22265.01001002ONCOCOCOCCCCOCI第四节 火灾预测与预报n采样点设置原则n已封闭火区的出风侧密闭墙内，入墙1m以上n有发火危险的工作面的回风巷内n潜在火源的

9、下风侧，距离火源适当n温度测点在传感器有效范围之内n测点随采场变化和火情变化而调整第四节 火灾预测与预报n连续自动检测系统n束管系统（图10-4-2)n采样系统n控制装置n气样分析n数据贮存、显示和报警n矿井火灾监测与监控第五节 开采技术防火措施n自燃火源的分布规律n采空区n煤柱n巷道顶煤n断层和地质构造附近n开拓开采技术防火n要求：n1）提高回采率n2）消除自燃供氧条件n3）控制风量和限制时间n措施n合理布置巷道n1）服务时间长的巷道采用岩石，在煤层中采用宽煤柱护巷（图10-5-1）n2）区段巷道分采分掘（图10-5-2、3）n3）推广无煤柱开采技术n提高回采率，加快回采速度n合理化通风系统

10、n坚持自上而下的开采顺序n防止上下采空区联通n第五节 开采技术防火措施第六节 灌浆与阻化剂防灭火n灌浆防火n机理：抑制煤低温时的氧化速度，延长自燃发火期n系统：制浆、输浆和灌浆n浆液制备n性能要求：浓度适当，渗透能力强n浆材选取：1）不含或少含可燃和自燃物质 2)不含催化剂n 3）粒度不大于2mm 4）相对密度为2.52.6n 5）浓度为25%30%6）塑性指数911n制备工艺：自然成浆图（10-6-1）和人工制浆（10-6-2、3、4）n浆液输送n压力（分为静压、加压输送）和倍线（在38之间）n采用临界管径管道和钻孔替代干管第六节 灌浆与阻化剂防灭火第六节 灌浆与阻化剂防灭火第六节 灌浆与阻

11、化剂防灭火第六节 灌浆与阻化剂防灭火第六节 灌浆与阻化剂防灭火n灌浆防火方法：n预防性：采前预灌、随采随灌和菜后注浆n目前采用：1）钻孔灌浆 2）埋管灌浆n 3）工作面撒浆 4）综采工作面插管灌浆第六节 灌浆与阻化剂防灭火n阻化剂防灭火n评价指标及其影响因素n阻化率：n阻化寿命：n选择n目前常用：氧化钙、氯化n镁、氯化铵及水玻璃等n防火工艺n主要方法：表面喷洒、压入n煤煤体和雾化喷射 n处理高温和灭火：打钻圈定n范围，逐步压注溶液降温%/B-A100E，AVE/第七节 均压防灭火n调压设施均压防灭火的原理n调节风窗调压的原理（图10-7-1）第七节 均压防灭火n调压设施均压防灭火的原理n风压调

12、节的原理（图10-7-2）第七节 均压防灭火n调压设施均压防灭火的原理n风窗-风机联合调压原理（图10-7-3）第七节 均压防灭火n生产工作面采空区自燃火源或高温点的调压处理n并联漏风（图10-7-4）n火源或高温点处于自燃带II（图10-3-1）中后部时，降低漏风压差：1）在工作面进风或回风中安设调节风窗或稍稍开启与工作面并联风路中的风门d；2）在工作面下端设风障或挂风帘n高温点位于自燃带的前部或工作面的下部采空区时，也采用在工作面下端挂风帘第七节 均压防灭火n生产工作面采空区自燃火源或高温点的调压处理n角联漏风（图10-7-5）n角联漏风采空区内有部分漏风与其他风巷发生联系n调压：在风路中

13、适当位置安装风门和风机等调压装置，降低漏风源的压能，提高漏风汇的压能。第七节 均压防灭火n调压气室-连通管调压防灭火的原理与应用n双调压气室-连通管调压原理n布置方式（图10-7-8）n调压原理：辅助密闭墙增加n火区的漏风风阻，降低火区n的漏风风差；连通管与火区n并联，起到并联分风和降压n的作用。n火区动态观察（图10-7-9）第七节 均压防灭火n调压气室-连通管调压防灭火的原理与应用n单调压气室-连通管调压原理n布置方式（图10-7-10）n调压原理：n火区动态观测（图10-7-11）ABDAMTRRRR第七节 均压防灭火n调整通风系统调节漏风压差n调整通风系统的原则n增加火区或采空区的并联

14、风路；或减少火区并联分支的风阻或风量n增加火区所在分支或其漏风流经路线上其他分支的风阻；在非漏风流经的路线上减阻n当火区的漏风源漏风汇分别处于进回风井附近时，应设法降低主要通风机负压n降低火区漏风源的压能，增加其漏风汇的压能第七节 均压防灭火n调整通风系统调节漏风压差n通风构筑物的合理位置n若在有并联漏风的风路上设n置风窗等增阻型通风构筑物n时，其位置不应选择在漏风n的源与汇之间（图10-7-12)第七节 均压防灭火n调整通风系统调节漏风压差n通风构筑物的合理位置n在有漏风源或漏风汇附近的风路上安设增阻型通风构筑物时，应将其设在漏风源的上风侧，或漏风汇的下风侧（图10-7-13）第七节 均压防

15、灭火n调整通风系统调节漏风压差n通风构筑物的合理位置n风门、调节风门和密闭n墙等控制风流的设施设n置后，应使采空区或火n区同处于进风或回风测，n以降低其漏风压差。第八节 惰气防灭火n惰气系指不可燃气体或窒息性气体，主要包括氮气、二氧化碳以及燃料生成的烟气等n氮气防灭火n氮气防灭火原理：降低氧浓度，降温吸热及抑爆作用n制取和输送n制取工艺：一是深冷空分法；二是碳分子筛变压吸附法；三是膜分离法n输运困难：大型槽车运至井口，管道输送至井下n生产工作面采空区注氮防火n压管注氮n打钻注氮n注氮处理封闭火区n向封闭火区注氮，提高效果n定向注氮，目标惰化（图10-8-1）n提高效果的途径：适当增加密闭墙的气

16、密性，限制漏风量；增大注氮强度和保持注氮连续性；选择合适的注氮口位置第八节 惰气防灭火n湿式惰气灭火n湿式惰气n燃料油与一定比例的空气混合在惰气发生装置内经充分燃烧后产生的烟气n原理n烟气中基本上是惰性气体或不可燃气体，将其压入火区后，可起到惰化火区、窒息火源的作用；压入正在密闭的火区可起到阻爆作用。第九节 火灾时期通风n火风压及其计算方法n火风压：火灾时高温烟流流过巷道所在的回路中的自燃风压发生变化量（图10-9-1）n计算方法n火风压的特性n出现的位置：产生于烟流流过的有高差的倾斜或垂直巷道中n作用：相当于在高温烟流流过的风路上安设系列辅助通风机n作用方向总是向上mgmafZgH第九节 火灾时期通风n火灾时期风流紊乱规律及防治n紊乱形式n旁侧支路风流逆转（图10-9-2）n主干风路烟流逆退（图10-9-3）n火烟滚退（图10-9-4）n紊乱原因、规律及防治n上行风路n下行风路n风流逆退的原因、规律及其防治第九节 火灾时期通风n火灾时期风流紊乱规律及防治n主干风路烟流逆退（图10-9-3）n火烟滚退（图10-9-4）第九节 火灾时期通风n灾变时期风流控制n维持正常通风，稳定风流n适用