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矿井防尘及防灭火主讲：包士刚高级工程师二OO七年七月矿井防尘及防灭火第一节 矿井防尘煤矿井下采掘作业对象是煤层与岩石。人们在使用各种工具、手段剥落煤、岩破碎及搬运的过程中，将会产生很多矿尘。这些矿尘不仅危害人体健康，使其失去劳动力及生命安全，同时具有爆炸性的煤尘在适当条件下，会发生爆炸，直接造成人员伤亡。严重时，因爆炸会毁坏矿井。在重大事故中，瓦斯及煤尘爆炸造成的重大伤亡是世界上主要产煤国家十分关注的问题。为防止此类事故作了不少努力，取得了不少成功经验。但由于思想上的忽视，管理上的漏洞与行为上的违章，加之在装备与监察手段不到位，因而煤尘爆炸事故在我国煤矿矿井生产建设中仍是重大威胁。因此，切实监督检查矿井防尘工作的落实，是我们煤矿安全监察工作重要内容。下面分四个方面讲：一、矿尘的一些基本概念及来源：1、什么叫矿尘：矿尘是指矿山生产过程中所产生并能长时间悬浮于空气中的矿石，岩石与煤炭的微细颗粒，又称为粉尘。悬浮于空气中的矿尘叫浮尘，从空气中沉降下来的煤（岩）尘称为落尘。2、什么叫矿尘浓度：矿井空气中所含浮尘的数量叫做矿尘浓度。单位：重量表示法：毫克/米3；计数表示法：颗/厘米3。我国规定采用重量法表示矿尘浓度，计数法是作参考。3、矿尘来源：主要来源于采掘过程中的各种工序，其次是沉落和依附在井壁四周的粉尘受外力作用，再次飘扬到空气中。据资料：井下主要工序产生粉尘的比例或浓度如下：湿式打眼时，据资兴局的资料，打眼占41.3%，放炮占45.6%，装运占13.1%，湿式打眼时粉尘浓度可降到10毫克/米3以下，而打干眼时，粉尘浓度高达1000毫克/米3。风镐落煤2米范围内：粉尘浓度390450毫克/米3，一般200毫克/米3。转载点粉尘产生量：溜子运输转载处：21.661.6毫克/米3；井下罐笼翻车处：干煤11401880毫克/米3，湿煤87毫克/米3。从上述资料看，尽量不采用风镐落煤；转载点必须安装喷雾降尘；采落下的煤应洒水后运送湿煤，尽量减少粉尘产生量。二、粉尘的危害及煤尘燃烧或爆炸的判定（1）粉尘的危害：1、岩尘的危害：岩尘对人体的危害主要是岩尘内含有大量的游离二氧化矽（SiO2），人体大量吸入这种粉尘进入肺内生成的矽酸胶（H2SiO3）的毒性作用下，肺内吞尘细胞逐渐坏死，并积累在肺泡间的淋巴腔，使肺发生纤维性病变和出现矽结节。于是肺失去弹性，肺组织硬化，致使呼吸困难等症状，严重时还能影响心脏和其它器官的功能。2、煤尘的危害：对人体的危害：A、吸入煤尘后，会引起呼吸道炎症；B、煤尘直接刺害皮肤，使皮肤发炎，降低皮肤排汗能力；C、煤尘刺激眼膜，引起角膜炎；D、煤尘中含有游离SiO2,长期吸入引起肺发生病变。煤尘燃烧与爆炸的危害：煤尘燃烧和爆炸时产生的热量可使爆炸地点空气温度高达2000以上，爆炸压力达515大气压（距爆源200米）。如在通路中遇有障碍物及断面突然变化或拐弯，则爆炸压力还会升高。因此，煤尘爆炸一旦发生，将造成矿毁人亡，破坏性极大，所以必须要避免发生。许多固体物质，在平常状态下是不燃或不易自燃的，但当它成为粉末时，就变成可燃，甚至具有爆炸性。煤尘正是这种固体物质之一，其原因是：变成粉末以后，悬浮在巷道空气中，粉末与氧的接触面增大，氧化能力显著增强。煤粒吸收氧气，加速氧化，加速热化过程。某些物质的粉末在加热时，还能放出可燃气体(挥发物)(1公斤煤粉加热可放出可燃气体250-350升)。煤尘燃烧一般有两个条件：一是煤尘的浓度；二是热源，煤尘爆炸的条件比燃烧多一个，就是煤尘本身要有爆炸性。煤尘的爆炸性，一般以煤尘爆炸指数“V”来衡量。据抚顺煤科分院试验结果：当V10%时，基本上属于不爆炸煤尘V10-15%时，爆炸性弱的煤尘V15%时，煤尘的爆炸性开始迅速增加必须指示的煤尘爆炸指数V与煤的挥发分有关，由于煤的成分很复杂，同类煤的挥发分也不一样，因而挥发分含量不能作为确定煤尘有无爆炸危险的唯一依据，因此规程第151条规定，必须通过煤尘爆炸性试验来确定。煤尘的爆炸浓度据我国资料：煤尘爆炸的下限浓度为45毫克/米3；煤尘爆炸的上限浓度为2000毫克/米3；煤尘爆炸力最强的浓度为300-400毫克/米3；煤尘引燃温度变化范围很大，一般为700-800，但有时可达1100。煤尘爆炸的下限浓度受沼气含量影响，沼气浓度越高，煤尘爆炸下限浓度越低。我国试验得出的沼气浓度与煤尘爆炸时下限浓度的关系如下表：空气中沼气浓度（%）0.51.42.53.5煤尘爆炸下限浓度（毫克/米3）34.526.415.56.1（2）煤尘爆炸的判定：煤尘爆炸时，由于缺乏大量氧气供给急速氧化，所以煤尘燃烧通常是不完全的，其化学反映式如下：2C+O2=2CO+2440千卡/公斤碳一部分煤尘燃烧，其余部分则被局部焦化，粘附在支架和巷道壁上，形成皮渣与粘块，见下图。图1： 煤尘的粘块与皮渣a煤尘的粘块：b已烧焦的煤尘皮渣当爆炸以慢速传播时，焦渣与粘块在支架的两侧都有，但在爆炸传来的方向堆积较密；当速度较大时，皮渣与粘块在支柱的迎风侧，当速度极大时，皮渣与粘块在支柱的背风侧，而迎风侧有火烧痕迹。应说明，只有粘结性煤（汽煤、肥煤、焦煤）的煤尘爆炸时，才能产生皮渣与粘块。煤尘爆炸时，煤尘的挥发分含量将会降低，对于一些不结焦煤尘，即不产生焦炭、皮渣与粘块，可用此点来判断煤尘是否参与爆炸。三、粉尘的防治1、防止矿尘发生的措施：加强对职工的思想教育，说明粉尘对人体和生产的危害，引起广大职工的重视，主动在生产中的各个工序使用和维护好防尘设施，做好防尘工作。采取有效的综合防尘措施：防尘的措施主要分为降尘和排尘两个方面：降尘就是把矿井生产过程中用现有的技术装备把粉尘降低到最低限度。如采用湿式打眼、喷雾洒水、水幕、煤体注水、水炮泥、湿式装矸（煤）、冲洗巷帮等。排尘就是采用降尘措施后剩余的矿尘利用负压通风或局扇通风的方法，迅速将矿尘排至地面。个体防护措施：在矿井生产过程中，除了采取防尘技术措施外，为了不让矿尘侵入人的呼吸器官，加强个体防护非常必要。因此，采掘工作面接触粉尘作业人员，都必须佩戴防尘口罩。个体防护是防尘的最后一个关口，必须坚持执行。加强粉尘浓度测定：煤矿安全规程第740条规定，井下作业场所的粉尘浓度，每月必须测尘2次，地面每月测尘1次，粉尘中游离SiO2，含量每6个月测尘1次。定期测定粉尘浓度，是及时了解井下矿尘情况，检查防尘效果的重要手段。重量法测尘原理：是用抽气装置作动力，抽取一定量的含尘空气，使其通过装有滤料的采样器，滤料将粉尘截留，然后根据滤料所增加的重量与通过的空气量计算出矿尘浓度。计算公式如下：G=W2-W1/QT1000，毫克/米3式中：G矿尘浓度，毫克/米3W2采样后滤膜重量，毫克W1采样前滤膜重量，毫克Q流量计读数，升/分T采样时间，分采样后的滤膜，要放在化验室干燥器中30分钟后才可称重。测尘仪器：A、AQC-45型浮游矿尘测尘仪，下图示：图2 AQC-45型浮游矿尘测定仪 1压气瓶 2减压器 3转换器钮 4喷射器 5过滤器 6流量计 7采样器 8秒 表 9压力表使用时，打开气瓶1的开关，将转换钮3转到A位置，瓶中压气由减压器2减压后从喷射器4射出，由于此时采样器通路关闭，所以外界空气由过滤器5吸入，此时可调节减压器2使流量计6指示要求的流量20升/分。调好流量后，再把转换钮3转到采样位置B，过滤器通路关闭，含尘空气从采样器7吸入。与此同时，秒表8开始计时，当预定采样时间到达时，将转换钮转到关闭位置C，采样器停止吸气，秒表停止计时，然后关闭气瓶开关，采样结束。B、利用井下压气作抽气动力的测尘法。如下图示开始采样：将滤膜装在采样器1漏斗上，施上顶盖；打开压气开关，并迅速将流量计流量调到所需数值10-30升/分，开始记录时间，采样时间视抽气量与含尘量而定。 图3 利用压气采取尘样1采样器；2采样器固定架；3喷射器；4流量计；5压气管2、预防煤尘爆炸的措施：预防煤尘爆炸的方法分为三大类：防止巷道内煤尘的产生与积聚方法：如应用产生煤尘最小的机械；预先湿润煤体；喷雾洒水；清洗（扫）煤尘；使用水炮泥等。防止煤尘引燃的方法：使用安全炸药，毫秒，电气放炮；使用防爆型电气设备；防止自燃发火等。限制煤尘爆炸传播的方法：设置岩粉棚，悬挂隔爆水袋，用水幕抑制爆炸波的传播等。降尘措施：减少煤尘发尘量和浮尘量，是防尘措施中最积极的方法，具体的措施有：煤层注水：在采掘工作面预先在煤层中打若干占孔，通过占孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤层水分含量，使煤的强度和脆性下降，可塑性增加，采掘时，减少煤尘生成量，同时渗透煤体裂隙与孔隙内的水份，还可以将小于5微尘的微细尘粒团结为较大的粒子，失去悬浮能力。A、深孔注水：如下图示： 图4 深孔注水 图5 降尘效果与注水量的关系回采前预先从风巷向下打注水孔：A、孔长：越长越好，一般为工作的长度2/3B、孔径：75100mmC、孔间距：一般812mD、封孔：用水泥砂浆、聚胺脂、塑性筒封孔器等E、水压：一般2040kg/cm2F、注水时间：一般情况下，要1015天据开滦、本溪等矿资料，采用深孔注水后，煤尘浓度可降低65-90%。B、浅孔注水：如下图示 图6 浅孔注水浅孔注水是在采煤准备班内用电煤占垂直工作面打眼，眼深2.0-3.5m，直径42mm，孔间距1.5-2.0m（经常用地面静压水），注水开始后10-15分钟，便可见煤壁“出水”现象，表明在注水范围内煤已湿润。浅孔注水后降尘率可达70-80%水封爆破和水炮泥：这是借炸药爆破时产生的压力将水注入煤层的一种降尘方法。水近似不可压缩，在爆破压力作用下，不仅可强力渗到煤层中去，有助于提高爆破效果，而且爆破时水的汽化将使降尘效果更好。下图是水封爆破示意图：图7 水封爆破1一炸药；2一炮泥；3一水：4一细注水管；5一进水管降低浮尘和清扫落尘：在煤尘产生地点安装喷雾是捕获浮尘和湿润落尘的有效降尘措施。在喷雾洒水基础上，定期清扫（洗）巷道，减少巷道中的落尘，对防止煤尘爆炸有重要意义。防止煤尘引燃措施：原则是禁绝火源。生产中可能发生的热源，必须严加管理和控制，防止或限制引燃煤尘的能力，为此：严禁携带烟草及点火工具下井，井下严禁使用电炉。禁止打开矿灯。井下需要电焊、气焊时，严格审批手续，遵守有关规定，制定安全措施。严格井下火源管理，严防煤层自燃发火。严格检查处理防止电气失爆，一切电气设备、电源要按规程要求进行安装与使用，并经常检查维护，使之处于完好状态。严格按规程第320条要求使用炸药，采掘工作面应采用煤矿许用瞬发电雷管或毫秒雷管进行毫秒爆破（不超过130毫秒），不得使用导爆管或普通导爆索，严禁使用火雷管。掘进工作面应全断面一次起爆，否则必须采取安全措施；回采工作面，若分组装药，每组必须一次起爆等。限制爆炸措施：将已发生的煤尘爆炸限制在较小的范围内，阻止其继续传播与发展。为此可用装设在巷道中的隔爆设施岩粉棚或水袋棚来达到此目的。隔爆设施的作用原理：瓦斯或煤尘爆炸产生的冲击波的传播速度为2340m/s，远大于火焰的1120-180m/s的传播速度。隔爆设施就是利用冲击波与火焰的传播速度差而设置的，借助已形成的爆炸冲击波或爆风的冲击力，使隔爆设施动作（倾倒或击碎），将消焰剂（岩粉、水等）弥撒在巷道空间，阻隔或熄灭爆炸火焰的传播，实现隔绝煤尘连续爆炸的目的。下图为隔爆水袋棚安装示意图：图8 隔爆水袋的设置隔爆水袋安装地点：a矿井两异主要运输回风大巷。b相邻采区之间的集中运输回风巷。c相邻运输回风石门。d采煤工作面进回风巷。e煤巷掘进工作面巷道内。每组水袋个数：按巷道每平方米断面200升水量计算。GD30型隔爆水袋由重庆煤科分院生产，每个袋内可装30L水。近年来，水代替岩粉已广泛采用。水的比热较岩粉高5倍，水在接触高温火焰时，形成蒸气有利消灭火焰。且水可以长期使用不必更换，而岩粉的质量要求高，经常要保持干燥状态，为此要配专人经常检查和更换岩粉。四、针对煤矿安全规程的规定，认真作好现场监督检查煤矿安全规程对粉尘的防治从第151条至第156条共6条作了明确规定。下表摘录并建议监督检查方法内容规程条文号规定内容摘要监督检查方法第151条新建井的地质精查报告，必须有煤尘爆炸鉴定资料。生产井每延深一个新水平，应进行一次煤尘爆炸性试验工作。煤尘爆炸由国家授权单位进行。煤矿企业应根据鉴定结果，采取相应安全措施。查阅精查报告及延深水平设计，有否煤尘爆炸鉴定材料报告。查阅鉴定报告是否是国家授权的单位。到有煤尘爆炸危险的矿井，查阅有否防尘、防爆措施。第152条矿井必须建立完善的防尘供水系统。没有防尘供水管路的不得生产。查矿井防尘水源（地面、井下）。查大巷、上下山、采区掘进、回风巷供水管路及有否设支管和开关。查看井下采掘工作面防尘水管是否到工作面挡头，管子里是否有水。发现没有防尘供水工作面，令其停产、整改。第153条溜煤天眼，不得兼作进风使用现场检查发现有溜煤眼兼作进风的：另掘进风天眼；进风天眼内设喷雾装置，净化风流。第154条对产生煤（岩）尘的地点应采取防尘措施查井下掘进头是否湿式打眼，装矸（煤）洒水，冲洗巷壁，喷雾净化风流。采煤面、转载点，有防尘水管、落煤洒水，转载点喷雾设施。第155条开采有煤尘爆炸危险矿井，必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施查井下两翼，相邻采区，工作面安装隔爆水袋棚隔开。运输大巷要刷浆；煤巷是否清（洗）扫沉积煤尘第156条矿井每年应制定综合防尘措施，预防和隔绝出尘爆炸措施及管理制度，并组织实施查矿井是否编制有综合防尘措施及管理制度；查是否安装有隔爆设施及安装地点是否合理。隔爆水袋内是否有水及水量是否足够。第739条作业场所最高粉尘浓度：总粉尘：煤巷10毫克/米3，岩巷2毫克/米3；呼吸性：煤巷3.5毫克/米3，岩巷0.3-1.0毫克/米3现场查看是否有测尘报表（每月2次）超标是否采取措施第二节 矿井防灭火一、矿井火灾的概念及其危害性1、什么叫矿井火灾：凡是发生在井下的火灾以及由于地面火灾的火焰蔓延到井下或火灾产生的气体烟雾随同风流进入井下，威胁到井下生产和工人安全的灾害，均称为矿井火灾。2、矿井火灾的危害：井下火灾能生成大量有毒气体，如CO。发生火灾时，如措施不当，易造成人员重大伤亡。如1956年8月8日比利时马新纳尔矿，进风井矿车碰坏电缆，烧着支架，而矿井主扇又无反风装置，造成死亡263人特别重大事故。在有瓦斯和煤尘爆炸的矿井发生火灾时，它是点燃瓦斯和煤尘酿成爆炸的火源。井下发生火灾后矿井空气温度升高而产生的火风压，将会使通过巷道的风量增加或减少，或使风流方向倒转，造成通风系统混乱。矿井火灾能烧毁大量设备、器材和煤炭资源，给矿井造成重大经济损失。二、矿井火灾分类及发生原因：矿井火灾根据发火原因分为两大类：1、外因火灾：是由外来热源所引起的火灾。外来热源有：井下明火如吸烟、电焊、气焊电流短路违章放炮机械磨擦和撞击沼气或煤尘爆炸或燃烧等发火地点：多发生在井口附近；井底车场的机械硐室；采煤工作面及木支护的巷道中。2、内因火灾：是由于煤层本身具有自燃性，当煤与空气接触后，氧化而产生热量，如果散热条件不好，热量便得以积蓄而自燃，形成内因火灾。发生地点：多发生在丢失大量浮煤的采空区；出现裂隙的煤柱；巷道冒落高顶处；断层附近；与地面老窑连通处等。据统计，我国开采具有自燃倾向性的煤层矿井数占矿井总数的47%，而内因火灾的发生次数又占火灾总次数的70-75%。为此，将着重讲述内因火灾及防治。三、煤炭自燃发展过程及自燃三要素：破碎状态的煤，从接触空气到发生自燃的时间称为煤炭自燃发火期。煤炭自燃经历三个期：潜伏期自热期自燃期。如下图所示：图9 煤炭氧化时的温度变化1、潜伏期：煤在常温下能吸附空气中的氧，并在煤表面生成不稳定氧化物，煤处于低温氧化，生成少量热，能及时放散，煤温度并不高，但煤重略有增加，煤被活化，煤的着火温度降低。此阶段很难发现外部征兆。故称为潜伏期。2、自热期：经过潜伏期，煤的氧化速度加快，热量急剧增加。其特征是，空气中的氧含量减少，一氧化碳、二氧化碳含量增加，煤中的水分被蒸发，空气中温度升高并出现雾气，支架及巷道壁出现汗珠，使用常规检测仪即能测量出来有CO。被人感官感觉到。3、自燃期：在自热末期，如外部条件适宜，煤温度继续上升，达到临界温度（一般为70-80）以上，氧化急剧加快，大量产生热量，使煤温度迅速升高，达到300以上时，就着火烧起来，进入自燃状态。此时产生大量高温火温及CO，出现特殊的火灾气味（如煤油味等）。需要指出的：煤在自热阶段，在达到临界温度以前，改变散热条件，使温度停止上升或者切断空气供给，使煤停止氧化，就会使煤炭的温度慢慢地冷却下来。此时煤处于风化状态，并逐渐丧失自燃能力，抑制了煤层自燃发火。正确掌握、认真观察，发现煤炭在自热、自燃初期的各种预兆，及时采取措施，防止事态扩大。在自热期：空气温度升高，出现雾气、支架及巷帮出现汗珠，检测有CO出现等。在自燃初期：空气温度升高，巷道中闻到有煤油味、汽油味、松节油味或焦油味，表明自燃已发展到自燃阶段后期。这些气味是煤炭低温干镏 产物释放出来的，不久就会出现烟雾和明火。4、煤炭自燃的三个要素：有具有自然和容易自燃倾向的煤层。有不断适当供给的氧化。有散热不良，热量得以积蓄的条件。三个条件缺一不可。第一个要素是煤发生自燃的内因，决定于煤的物理化学性质，后两个要素是煤自燃的外部因素，主要取决于矿井生产技术条件。四、矿井内因火灾的检测1、气体检测法：目前我国检测矿井空气中一氧化碳的仪器有：检测管法（比长式、比色式），采用AQY50型CO抽气筒检测。是矿井现场广泛采用的检测CO方法；氧化汞硒试纸分析仪；气相色谱仪及红外线微量一氧化碳分析仪。色谱仪先进，分析数准确，但不能用于井下，因该仪器是用氢点火，无法作出防爆型。2、束管连续监测法：束管监测系统的工作程序是：用地面分析站的抽气泵，通过聚氯乙烯塑料管（8mm），把井下各测点的气样吸取并排送到地面分析站设的分析仪器进行分析。在井下每个测点敷设一根取样塑料管，这样把井下各个测点的塑料管集装在一起便形成一束，故称为“束管”监测。束管系统由井下设备和地面分析站两部分组成。井下设备包括管路及附属设备（滤尘器、滤水器和贮水器）。地面分析站设有取样装置，抽气泵、分析仪器、记录仪、控制器、取样泵等。如下图示：图10 古山一井束管连续监测系统布置图 1滤尘器 2滤水器 3贮水器 4取样装置 5分析仪器 6记录仪 7控制器 8抽气泵 9取样泵束管系统优点：井下无电源，安全性高，在井下断电情况下，仍正常监测；装置设备简单，容易掌握与维护。缺点：管路长，数据分析滞后时间长；束管管壁上容易吸附瓦斯粉尘，维护量大。3、安全监控系统监测：在井下工作面、回风流中等地点，安装一氧化碳传感器，监测，并将CO浓度数据传输到地面。4、井下物体温度测量法：用测量井下物体的温升来发现自燃发火和寻找火源是一种最直接、最理想方法。目前国外正在研究和应用红外线探测仪（测温范围0-150，精度2，测温距离20m），用此仪器来寻找煤层热点和浮煤自热点。五、矿井火灾的预防1、外因火灾的预防措施：井口房和扇风机房20米内不许有火源；井口房、井架、井筒等均为可燃性材料建筑；进风井口设置防火铁门。井下禁止明火。严禁井下吸烟，严禁用灯泡、电炉取暖和带电作业；井下消灭明火照明；明刀闸、明火放炮或不装炮泥或使用变质炸药；井下如必须使用电焊、气焊，要制定可靠的安全措施。严格机电设备安装质量和维护管理，杜绝机电火花。电缆接头要消灭鸡爪子、羊尾巴、明接头；完善电气设备安全保护装置，严格按规程的规定选型设备，非矿用防爆电气设备和失爆电气设备禁止入井使用，国家明令禁止无安全标志的机运设备不许使用。井上下要设消防器材库，配置必要的灭火器材和工具，机电硐室设防火铁门，井下机电硐室及采掘工作面附近应备有灭火器材；大巷、采区、工作面要设有消防水管；主要扇风机必须有反风装置。严禁作业人员穿化纤衣服入井，井下严禁使用非阻燃电缆和非阻燃风筒。矿灯必须完好，并严禁拆卸。2、内因火灾预防措施：正确选择开拓、开采方法。为防止煤层自燃火灾，对开拓、开采的要求是：煤层切割量小，回采率高，回采速度快，采空区易于隔绝。为此：采用集中岩石大巷的开挖方式，以减少煤层的切割，少留煤柱，采区内尽量少开辅助性巷道。选择合理采煤方法。壁式采煤法，回采率高，巷道布置比较简单，便于使用机械化加快回采速度，有较大防火安全性。高落式、房柱式等旧采煤法，回采率低，采空区留大量余煤，同时掘进巷道多，漏风大，难以隔绝，给煤的氧化提供了条件，导致自燃。布置采区时，应根据煤层自燃发火期的长短和回采速度，确定采区（工作面）尺寸，尽量加快回采速度，保证在煤层自燃发火前回采完毕并进行封闭。同时，要提高回采率，防止丢煤造成自燃。防止漏风。选择合理的采区通风系统。严禁采用前进式采煤法。每一生产水平或采区都要布置单独的回风巷，进行分区通风。利用调节风压法减少漏风。调节风压就是设法改变通风系统内的压力分布，降低漏风风路两端的风压法，以减少漏风。此法称为均压法，被广泛采用。及时封闭已采区和冒落空洞。预防性灌浆。这是被广泛采用的预防煤炭自燃主要措施。即将黄土、沙子、水等按一定比例配合成泥浆，利用高度差或泥浆泵（井下移动式），送到采空区等可能发生自燃火灾的地点。A、泥浆的作用：将残留的碎煤包裹起来，隔绝与空气接触。泥浆又堵塞采空区中的空隙，增加采空区的密闭性，减少漏风。对已自热的煤炭有冷却散热作用，达到阻止自燃发火目的。B、预防性灌浆方法：采前预灌。采用分层开采时，在上层采完后，下分层巷道未掘进前，在上分层采空区进行一次灌浆，以保证下分层免受上分层采空区自燃发火威胁。同时还能使采空区矸石胶结，形成再生顶板，减少漏风及有害气体渗出。随采随灌。随着采煤工作面推进的同时，向采空区灌注泥浆。有埋管灌浆法、洒浆法、钻孔灌浆法。a、打占灌浆：灌浆钻孔布置在煤层底占场内，向采空区打孔灌区，如图示。占孔打完后，均要下套管，并进行封孔34图11 由钻场打扇形钻孔灌浆1底板巷道 2钻场 3钻孔 4回风巷 5进风巷b、埋管灌浆：随工作面推进，在放顶前沿回风巷在采空区预先铺好管子灌浆，预埋管子一端通向采空区，另一端用胶管与灌浆支管相连，放顶后立即开始灌浆，随工作面推进，按放顶步距用回柱绞车逐渐牵引灌浆管。图12 埋管灌浆1一预埋钢管；2一高压胶管；3一灌浆支管；4回柱绞车； 5一钢丝绳； 6一采空区c、洒浆：在工作面或采区设一个移动式灌浆系统，利用管子将泥浆送到工作面，用胶管沿工作面倾斜方向，放顶前向采空区洒浆，见下图。图13 工作面洒浆1一灌浆管；2一三通；3预埋灌浆管；4一胶管采后灌浆：即是一个采区或采区一翼采完后，将整个采空区封闭后，对采空区灌浆。灌浆量的确定：主要根据灌浆区容积、采煤方法及地质等因素来确定。通常说的灌浆量就是指灌浆所需的泥土量。采空区灌浆所需土量Q土 用下式计算：Q土 =KMLHC,米式中：M煤层开采厚度，米。 L灌浆区走向长，米。 H灌浆区倾钭长，米。 C采煤回收率。 K灌浆系数，一般取0.10.15。灌浆用水量Q水 按下式计算：Q水 = K水 Q土 ，米式中：K水 防堵水量备用系数 取1.11.25水土比 一般取36，根据泥浆浓度选取。阻化剂防火：阻化剂是一种防止自燃发火新方法。它是采用一种或几种物质的溶液或乳浊液灌注到采空区，煤柱裂隙等易于自燃地点，降低煤的氧化能力，阻止煤的氧化进程。普通、有效的阻化剂有消石灰、氧化钙、食盐与水玻璃等。六、矿井火灾的处理1、发生火灾后的抢救措施：多为矿山救护队执行。侦察火区，弄清火区发生位置，范围及性质和蔓延速度、方向及所有通向火区巷道气体，瓦斯浓度等情况。立即撒出灾区人员及通知所有可能受火灾威胁的人员撤出。切断火区电源，防止在抢救过程中引起瓦斯煤尘爆炸。设专人监测顶板、瓦斯、风流的变化。控制风流，防止火灾蔓延、扩大。控制风流办法有反风、停风、短路通风，应视具体情况而定。采取灭火措施。2、灭火方法。当前煤矿通常采用的灭火方法有：直接灭火、隔绝灭火、联合灭火等三种。（1）直接灭火法。就是在发火初期，火势不大，灭火人员用水或灭火器材直接将火源扑灭或挖除。直接灭火采用以下几种方法。A、用强力的水流浇洒燃烧物体，使燃烧物体温度下降，并使燃烧物表面与空气隔绝，把火焰扑灭。用水直接灭火时，必须注意。要有足够的水量，且先从火源外围逐渐向火源中心喷射水流。水量过少，难以扑灭，而且水在高温作用下能分降成氢并化合生成一氧化碳水煤气，形成爆炸混合气体。水是导电的，当用水扑灭电气设备火灾时，必须先切断电源。扑灭电气火源，最好用砂子、岩粉，但事先也要切断电源。水比油重，不能用水扑灭油料火源。B、用化学灭火器灭火。灭火器的作用：在于它所含的物质能在火物表面形成隔离层隔绝空气扑灭火源。由于灭火器容量有限，主要用于小范围的初起火源。干粉灭火器：干粉原料很多，主要的是磷酸铵盐为主剂，炉灰为付剂，按10:1配成。干粉灭火主要使用灭电气、油类火源。干粉灭火器有：灭火手雷和喷粉灭火器两种。a灭火手雷：将干粉装在成型容器内，在抛掷力作用下，借助拉火雷管和炸药的爆炸，将干粉撒布在可燃物上。灭火手雷使用法：先打开护盖，拉开拉火雷管后，抛向火区，抛掷安全距离8m，如有躲避设施，抛掷距离还可缩小。如图示：图14 灭火手雷1护盖；2拉火环；3雷管固定管；4外壳盖；5雷管；6炸药；7药粉；8胶木外壳b喷粉灭火器：借助灭火器内的液态CO2为动力，通过喷嘴将干粉喷出。有效射程为5m。喷粉灭火器使用方法：先将灭火器上下颠倒数次，使药粉松动后，再缓慢启开高压CO2钢瓶，见出粉后，则可大开钢瓶。如图示：图15 喷粉灭火器1机简；2机盖；3喷射胶管； 4喷嘴；5二氧化碳钢瓶泡沫灭火器：如图示，使用时将灭火器倒置，内外瓶中的酸性和碱性溶液就互相混合，发生化学反应，形成大量充满CO2的气泡喷射出来，覆盖在燃烧物体上，隔绝空气，使火熄灭。图16 泡沫灭火器1一机身；2一机盖；3一玻璃瓶；4一铁架；5一喷嘴；6一碱性药液；7一酸性药液C、高倍数泡沫灭火：它是直接扑灭井下大型火灾的一种新技术。作用原理：将起泡剂与压力水混合，在风流（局扇）作用下通风筛网形成气液两相的高倍数（400-500倍）泡沫，送入着火地点，充满巷道，隔绝燃烧物与空气。同时泡沫液膜上的水份遇高温产生的水蒸气体吸收大量热，使火区温度迅速下降，也能稀释火区空气中的氧含量，当火区中O2含量降到16%以下，水蒸气含量上升到35%以上时，火就熄灭。另外水蒸气还具有良好的稳定性，能阻止火区热传播，对流和辐射，能隔绝空气与燃烧物的接触。由于这种泡沫能将燃烧物体覆盖起来，因而起到封闭火区，窒息燃烧的作用。D、惰气灭火：惰气防（灭）火的实质是将惰气（N2或CO2）注入采空区（火区），使采空区惰化，达到以下几个目的。降低减少采空区内氧含量，使采空区停止氧化，使其惰化。注入惰气后，采空区经常保持正压状态，杜绝新鲜空气进入，使火窒息。降低采空区内温度，使其冷却。使采空区内爆炸性气体转变为无爆炸性的惰性气体，