《矿井火灾防治》课件.ppt

2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 1 矿井火灾防治 主讲 李韦军生产服务中心 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 2 一 矿井火灾 凡是发生在矿井井下或地面威胁到井下安全生产 造成损失的非控制燃烧 矿井火灾 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 3 二 火灾三要素 1 可燃物 2 热源 3 空气 构成火灾的基本要素归纳起来有热源 可燃物 空气三个方面 俗称火灾三要素 具有一定温度和足够热量的热源才能引起火灾 可以燃烧物质的存在是火灾发生的基础 空气是供给燃烧氧气的 实验证明 当空气中的氧气降低到5 以下时 就不能维持燃烧的要求 氧浓度在12 以下 瓦斯失去了爆炸性 而在14 以下 蜡烛就要熄灭 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 4 三 矿井火灾分类 1 根据发生火灾的原因分两类 外因火灾 内因火灾 矿井火灾 外来热源引起的火灾 易燃物自身氧化积热发生火灾 主要指煤炭自燃 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 5 2 按发火地点不同划分 3 按燃烧物不同划分 矿井火灾 矿井火灾 井筒火灾 采面火灾 巷道火灾 等 坑木火灾 电气火灾 油料火灾 煤炭自燃 等 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 6 四 矿井火灾的危害 1 产生大量有害气体 2 火源及近邻产生高温 3 引起爆炸 4 燃毁设备和资源 5 产生火风压 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 7 五 外因火灾 在矿井火灾总次数中 外因火灾占比例虽然较小 但不容忽视 据统计 死于外因火灾的人数却占死于火灾总人数的 煤矿重大恶性火灾事故有 以上由外因火灾所引起的 外因火灾大多发生在井下风流畅通的地点 由外来热源引起 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 8 1 发生突然 来势凶猛 而且发生的时间与地点往往出乎人意料之外 外因火灾的特点 3 外因火灾的燃烧一般是表面明火 因此 容易发现 容易扑灭 2 起因往往是一个很容易扑灭的小火源 如果发现不及时或处理不当 往往酿成重大事故 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 9 外因火灾的预防主要 2 外因火灾的预防措施 预防外因火灾的措施关键是严格遵守 煤矿安全规程 的有关规定 及时发现外因火灾的初起征兆 并制止其发展 1 是防止出现失控的高温热源 2 是尽量采用不燃或耐燃材料支护 4 防止可燃物大量的积存 3 不然或难燃制品 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 10 生产和在建矿井都必须制定井上 井下防火措施 矿井的所有地面建筑物 煤堆 矸石山 木料场等处的防火措施和制度 必须符合国家有关防火的各项规定和当地消防部门的要求 安全设施 木料场 矸石山 炉灰场与进风井的距离不得小于 木料场与矸石山距离不得小于 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 11 矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统 井下消防管路系统应每隔 设置支管和阀门 但在带式输送机巷道中应每隔 设置支管和阀门 地面的消防水池必须经常保持不少于 的水量 如果消防用水同生产 生活用水的水池共用 应有确保消防用水的措施 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 12 矿井主要通风机必须设反风装置 并能在10min内改变巷道中风流方向 风流方向改变后 主通供风量不应小于正常供风量的40 每季度至少检查1次反风设施 每年应进行1次反复演习 进风井口应装设防火铁门如果不设防火铁门 必须有防止烟火进入矿井的安全措施 新建矿井的永久井架和井口房 以井口为中心的联合建筑 都必须用不燃性材料建筑 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 13 井口房和通风机房附近20m内 不得有烟火或用火炉取暖 暖风道和压入式通风的风硐必须用不燃性材料砌筑 并应至少装设2道防火门 2 明火管理 井筒 平硐与各水平的连接处及井底车场 主要绞车道与主要运输巷 回风巷的连接处 井下机电设备硐室 主要巷道内带式输送机机头前后两端各20m范围内 都必须用不燃性材料支护 井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 14 井下和井口房内不得从事电焊 气焊和喷灯焊接等到工作 严禁井下吸烟和一切明火 矿灯应保持完好 否则严禁发放 如果必须在井下主要硐室 主要进风巷和井口房内进行电焊 气焊和喷灯焊接等工作 每次必须制定安全措施 并应遵守相关规定 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 15 电气设备必须完好 保护装置齐全 不得超负荷工作 3 防止电气火灾 正确使用过负荷继电器和熔断丝 一旦电流过负荷 接地和短路时能自动切断电源 电缆接头严禁鸡爪子 羊尾巴和明接头 防止电缆电线相间断路产生明火 电缆必须按确定高度悬挂好 防止由于冒顶 跑车和放炮等破坏电缆的绝缘 随着机械化程度的提高 井下电气设备的增多 电气火灾的比率呈增大趋势 因此 加强机电设备的管理 以防止井下火灾具有十分重要的现实意义 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 16 爆破作业时 严格按 煤矿安全规程 规定进行 防止产生放炮火焰 4 防止爆破火灾 做好井下机械设备运转部分的维护和保养工作 防止因摩擦和冲击产生火花引起火灾 5 防止摩擦火花引起火灾 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 17 井下使用的汽油 煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内 由专人押送至使用地点 剩余的汽油 煤油和变压器油必须运回地面 严禁在井下存放 6 可燃物管理 井下清洗电动工具时 必须在专用硐室内进行 并必须使用不燃性和无毒性洗涤剂 井下使用的润滑油 棉纱 布头和纸等 必须存放在盖严的铁桶内 用过的棉纱 布头和纸 也必须放在盖严的桶内并由专人定期送到地面处理 不得乱放乱扔 严禁将剩油 废油泼洒在井巷或硐室内 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 18 矿井必须在井上 下设置消防材料库 并遵守下列规定 消防器材管理 井下消防材料库应设在井口附近 并有轨道直达井口 但不得设在井口房内 井下消防材料库应设在每一生产水平的井底车场或主要运输大巷中 并应装备消防列车 消防材料库储存的材料 工具的品种和数量应符合有关规定 并定期检查和更换 材料 工具不得挪作他用 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 19 井下爆破材料库 机电设备硐室 检修硐室 材料库 井底车场 使用带式输送机或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中 都应备有灭火器材 其数量 规格和存放地点 应在 矿井灾害预防和处理计划 中确定 所有井下工作人员都必须熟悉灭火器材的使用方法 并熟悉本职工作区域内灭火器材的存放地点 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 20 六 内因火灾 据统计 我国煤矿的矿井火灾中有90 左右为内因火灾 内因火灾多数发生在风流不畅通的地点 即采空区停采线 遗留的煤柱 破裂的煤壁 煤巷的高冒处 假顶工作面 巷道及任何浮煤堆积的地方 是由于煤炭或其他自燃物自身氧化积热 发生燃烧引起的火灾 也叫 自然发火 自然火灾 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 21 内因火灾的发生 往往伴有一个孕育的过程 根据预兆能够早期发现 但火源隐蔽 经常发生在人们难以进入的采空区和煤柱内 要想准确地找到火源确非易事 而且难以扑灭 以致火灾可以持续数月 数年 甚至数十年之久 有时燃烧的范围逐渐蔓延扩大 造成煤炭资源的巨大损失 1 内因火灾的特点 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 22 煤炭自然 2 内因火灾发火原因 关于煤炭自然的原因 有多种学说解释 目前普遍认可的是煤氧复合作用学说 1 煤炭自燃的学说 煤在常温下吸收空气中的氧气 产生低温氧化 并在煤的表面生成不稳定的氧化物 释放微量热量和初级氧化产物 由于散热不良 热量聚积温度上升 更加促进了低温氧化作用的进程 当达到一定温度 着火温度 时最终导致自然发火 其主要观点是 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 23 煤炭具有自燃的倾向 并呈破碎状态堆积存在 2 煤层自燃的条件 煤炭自燃必须同时具备以下条件 以上三个条件同时存在且时间大于煤炭的自然发火期 煤氧化生成的热量能大量蓄积 难以及时散失 连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展 其厚度大于0 4m 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 24 3 煤的自然发火期 是指在开采过程中暴露的煤炭 从接触空气到发生自燃的一段时间 自然发火期 是自然发火程度在时间上的度量 煤的自然发火期 发火期越短的煤层自然发火的危险程度越大 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 25 4 煤炭氧化自燃过程 一般可分为三个阶段 潜伏阶段 自热阶段 燃烧阶段 低温氧化阶段 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 26 煤层埋藏越深 厚度越大 倾角越大 赋存条件越好 自燃危险性越大 越容易自燃 煤层越厚 倾角越大 回采时不易全都采净 会遗留大量浮煤和残煤 同时厚度越大 回采推进速度越慢 采区回采时间往往超过煤层的自然发火期 而且不易封闭隔绝采空区 因此 容易发生自燃火灾 6 影响煤炭自燃的因素 煤层赋存情况及地质因素 据统计 的自燃火灾是发生在厚煤层的开采中 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 27 顶板岩石坚硬且裂隙发育 冒落后块度大 难以密实地充填采空区而采空区漏风大 供氧条件好 或底板坚硬 护巷煤柱受压大 易破碎则有利于自燃 风小 供氧条件差 自危险性降低 围岩性质 地质构造 煤层中地质构造比较发育的地方 自燃比较频繁 煤层中瓦斯含量 煤层中的瓦斯能降低煤的吸氧量 但瓦斯逸出后 煤的孔隙增加 使煤的自燃倾向性增加 研究表明 煤中剩余的瓦斯含量大于 时 煤炭自燃就难以发生 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 28 合理的采煤方法是巷道布置简单 推进快 煤炭回收率高 采区漏风少 开拓 开采条件 选择合理的开拓系统和开采方法 能减少煤层的切割量和遗煤量 从而降低自燃危险性 合理的开拓系统应保证煤层切割少 煤柱少 能及时隔离采空区 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 29 只有在既有风流通过 而且又风速不大也不小的情况下 煤才能自然发火 通风条件 主要指漏风问题 漏风风流流动的速度及数量对自然而然发火往往起主导作用 没有空气的供给 煤的氧化就不能发生 当风速过小时 供氧不足 氧化生成的热量很少 容易散失掉 不易积热 当风速过大时 氧气补给充足 但氧化生成的热量被带走 也不能发展成自燃火灾 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 30 及时封闭采空区 保证密闭严密及有效的管理采空区 是减少采空区漏风和防止煤炭自燃发火的重要措施之一 采空区管理 采煤工作回采结束后 必须在 天内进行永久封闭 煤矿安全规程 规定 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 31 具有自燃倾向的煤炭 只要存在着有利于煤炭氧化进程发展的时间和热量积蓄的条件与环境 自燃现象便会发生 综上所述可知 煤炭从常温下发展到自然发火状态是有其内部因素和外部条件的 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 32 7 煤炭自燃火灾的常发地点 断层附近 高冒区 采煤工作面进风巷 回风巷和停采线附近 密闭墙内 溜煤眼及联络巷 采空区 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 33 采空区 采用全部垮落法管理顶板的采空区 按煤的自燃情况划分为三个带 a 不自燃带 b 自燃带 c 惰化带 冒落岩块逐渐压实 漏风基本消失 如果在自燃带内已经发生的自燃 在此带内也会因缺氧而窒息 一般划分标准是O2 10 位于工作面后方约1 5m处 由不自燃带向采空区内部延伸约25 60m的空间 采空区 这三个带的位置随工作面推进而前移 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 34 1 人体感官对煤炭自燃初期的识别 视力感觉 气味感觉 温度感觉 疲劳感觉 工作面内有头痛 闷热 精神不振 不舒服和有疲劳感觉 工作面流出水和空气的温度较正常高 工作面闻到煤油味 汽油味 松节油味 焦油味等气味 巷道出现雾气 煤 岩 壁挂有平顶形水珠 4 内因火灾的早期预测报 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 35 煤炭在氧化过程中 能使附近地区空气中氧气浓度降低 二氧化碳含量增加 并先后出现一氧化碳和其他碳氢化合物 这种矿内空气成分变化的现象 可以作为判断煤炭氧化自燃的重要标志 2 气体分析方法 通过测定矿井空气中气体成分可以判断煤炭自燃 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 36 随着早期预测预报技术的发展 也采用碳氢类气体浓度和烯烷比等作为早期识别煤炭自燃火灾的指标气体 煤炭自燃的过程中能产生一些气体物质 在自燃的不同阶段释放出来的气体成分 含量不同 一般使用一氧化碳气体为早期识别煤炭自燃火灾的指标气体 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 37 研究表明 一氧化碳指标与煤自然发火过程的分段性对应关系差 受现场影响因素干扰大 所以 其不是唯一的和最灵敏的可靠指标 煤自然发火的标志气体 使用一氧化碳 乙烯 C2H4 及乙炔 C2H2 三个指标作为综合判断指标 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 38 乙烯 C2H4 可视为煤的氧化确实进入自热阶段的标志气体 在有CO存在的前提下 只要出现C2H4 即可作出煤已自然发火的预报 煤自然发火的预警指标 乙炔 C2H2 煤自然发火的明火报警指标 意味着煤已进入或即将进入燃烧阶段 也可判断煤自然发火熄灭程度指标 气体的出现 即可断定监测区内存在已经燃烧的明火 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 39 出现0 0001 的CO时 预测预报指标 使用CO C2H4及C2H2三种气体含量 可以综合地判断煤炭自燃所达到的阶段 出现0 0001 的CO和C2H4时 出现0 0001 的CO和C2H4C2H2时 缓慢氧化阶段 即自热阶段 矿井风流中 是 是加速氧化 是激烈氧化 即燃烧阶段 即将出现明火 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 40 煤炭自燃的过程中 在自热期后阶段 由于氧化加剧 产生热量增加 使煤体及其周围温度升高 3 测温法 测量发热体及其周围的温度的变化是确定煤炭自燃状态的重要参数 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 41 七 火灾事故避灾措施 1 处在火灾火源上风侧的人员 应迎着 逆 着风流撤退 2 处在火源下风侧的人员 火势小 越过火源没有危险时 可迅速穿过火区到火源上风侧 火势太大 则必须找到捷径 尽快进入新鲜风流中撤退 3 自救器使用超过有效的防护时间或无自救器时 应用湿毛巾堵住嘴鼻寻找供风点 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 42 八 矿井灭火方法 1 直接灭火法 封闭火区灭火法 3 联合灭火法 综合灭火法 隔绝灭火法 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 43 1 直接灭火法 就是要除掉火灾三要素中的一个 两个或全部要素 1 挖除可燃物灭火法 就是将已经发热或者燃烧的煤炭以及其他可燃物挖出 清除 运出井外 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 44 2 用水灭火 水是最有效 最经济 来源最广泛的灭火材料 水的灭火作用主要表现在 水与火接触后能生成大量水蒸气 稀释空气中的氧浓度而包围 隔离火源 阻止燃烧 浸透火源邻近燃烧物 阻止燃烧范围扩大 水枪射流具有强有力的压灭火焰的机械作用 水灭火吸热能力强 冷却作用大 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 45 用水灭火必须注意的问题 灭火人员都应站在火源进风侧 上风头 应有充足的水量 灭火喷射水流应先从火源边缘逐渐地推向中心 不能用水扑灭带电的电器设备火灾 要保持正常通风 不宜用水扑灭油料火灾 必须保持一个畅通的排烟通道 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 46 3 灌浆灭火 可能是黄土 粉碎的风化页岩或矸石 电厂粉煤灰或者河砂 石灰等 灌浆的材料 井下巷道打钻灌浆 常用方法有三种 在火区密闭墙上插管灌浆 地面钻孔注浆 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 47 4 泡沫灭火法 泡沫灭火的特点 但火源已经燃烧到煤壁的深部 泡沫灭火就很难奏效 缺点 优点 灭火速度快 效果好 恢复生产容易 硫酸铝和碳酸氢钠溶液 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 48 高倍泡沫增大了用水灭火的有效性 a 大量泡沫覆盖燃烧物起隔绝空气的作用 b 泡沫破裂 水分蒸发吸热 产生大量水蒸气 降温 稀释氧浓度 具有抑制燃烧 熄灭火源的作用 c 大量泡沫包围火源阻止热的传导 对流与辐射 阻断了火势的扩展与蔓延 当火区中水蒸气浓度上升到35 以上时 氧气浓度降到10 以下 火就会熄灭 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 49 灭火泡沫有两类 化学泡沫灭火 空气机械泡沫灭火 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 50 空气机械泡沫灭火 就用机械的方法 风机 将空气鼓入含有泡沫剂的水溶液而产生的泡沫 泡沫发生的倍数在500 1000之间 比化学反应产生的泡沫倍数 10 20倍 高得多 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 51 化学泡沫灭火 化学泡沫灭火器一般分泡沫式和酸碱式两类 它们都是利用物质间的化学变化产生泡沫 喷洒在着火物的表面上而灭火的 泡沫灭火器的药剂是碳酸氢钠 NaHCO3 发泡剂硫酸铝 Al2 SO4 3 酸碱灭火器是碳酸氢钠 NaHCO3 与硫酸 H2SO4 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 52 5 沙子岩粉灭火 砂子和岩粉 特别是石灰岩粉 常被用来扑灭油料和电气设备火灾 以及各类初起火灾 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 53 6 干粉灭火器灭火 是一种由充满干粉状灭火药剂的金属容器和应用时能把粉状物质喷出来的设备共同组成的灭火工具 干粉灭火器 常用干粉灭火器 灭火手雷 喷粉灭火器 2020年3月26日星期四10时33分25秒 矿井火灾D 54 1一机筒 2一机盖 3一喷射胶管 4一喷嘴 5一二