煤层的火灾预测和预报

煤层的火灾预测和预报煤层的火灾预测和预报 我国目前预测自然 在实验室确定自燃倾向性等级 根据本矿或条件相似 近 矿井或采区的已有的自然发 火的统计资料 确定待采 或本 煤层的自然发火期 发火的 方法有 一 煤层自燃倾向性的鉴定方法一 煤层自燃倾向性的鉴定方法 年版的 煤矿安全规程 执行说明规定采用吸氧 量法 即 双气路气相色谱仪吸氧鉴定法 鉴定结果按表 10 4 1 分类 方案 确定自燃倾向性等级 二 煤层自然发火期的估算方法及其延长途径二 煤层自然发火期的估算方法及其延长途径 煤层的自然发火期估算方法 目前我国规定采用统计比较和类比的方法确定煤层的自然 发火期 其方法如下 统计比较法 矿井开工建设揭煤后 对已发生自然 发火的自然发火期进行推算 并分煤层统计和比较 以最短者 作为煤层的自然发火期 计算自然发火期的关键是首先确定火 源的位置 此法适用于生产矿井 类比法 对于新建的开采有自燃倾向性的煤层的矿 井 可根据地质勘探时采集的煤样所做的自燃倾向性鉴定资料 并参考与之条件相似区或矿井 进行类比而确定之 以供设计 参考 此法适用于新建矿井 延长煤层自然发火期的途径 煤炭自燃的发展过程受自燃倾向性 即低温时的氧化性 堆积状态 通 漏 风强度 风量和风速 以及与周围环境的 热交换条件等多种因素影响 其发展速度是可以通过人为措施 而改变的 因此 煤层的自然发火期是可以延长的 其途径有 减小煤的氧化速度和氧化生热 减小漏风 降低自热 区内的氧浓度 选择分子直径较小 效果好的阻化剂或固体浆 材 喷洒在碎煤或压注至煤体内使其充填煤体的裂隙 阻止氧 分子向孔内扩散 增加散热强度 降低温升速度 增加遗煤的分散度以 增加表面散热量 对于处于低温时期的自热煤体可用增加通风 强度的方法来增加散热 增加煤体湿度 三 外因火灾预测三 外因火灾预测 外因火灾预测可遵循如下程序 调查井下可能出现 火源 包括潜在火源 的类型及其分布 调查井下可燃 物的类型及其分布 划分发火危险区 井下可燃物和火源 包括潜在火源 同时存在的地区视为危险区 四 火灾的预报四 火灾的预报 所谓火灾预报 就是根据火灾发生和发展的规律 应用成 熟的经验和先进的科学技术手段 采集处于萌芽状态的火灾信 息 进行逻辑推断后给出火情报告 及时而准确地进行火灾早 期预报 可以弥补预防之不足 矿井火灾预报的方法 按其原 理可分为 1 利用人体生理感觉预报自然发火 依靠人体生理感觉预报矿井火灾的主要方法有 1 嗅觉 可燃物受高温或火源作用 会分解生成一些正常 时大气中所没有的 异常气味的火灾气体 2 视觉 人体视觉发现可燃物起火时产生的烟雾 煤在氧 化过程中产生的水蒸汽 及其在附近煤岩体表面凝结成水珠 俗称为 挂汗 进行报警 3 感 触 觉 煤炭自燃或自热 可燃物燃烧会使环境温 度升高 并可能使附近空气中的氧浓度降低 2 等有害气 体增加 所以当人们接近火源时 会有头痛 闷热 精神疲乏 等不适之感 2 气体成分分析法 用仪器分析和检测煤在自燃和可燃物在燃烧过程中释放出 的烟气或其它气体产物 预报火灾 1 指标气体及其临界指标 能反映煤炭自热或可燃物燃烧初期阶段特征的 并可用来 作为火灾早期预报的气体叫指标气体 指标气体必须具备如下 条件 灵敏性 即正常大气中不含有 或虽含有但数量很少 且比较稳定 一旦发生煤炭自热或可燃物燃烧 则该种气体浓 度就会发生较明显的变化 规律性 即生成量或变化趋势与 自热温度之间呈现一定的规律和对应关系 可测性 可利用 现有的仪器进行检测 目前 如表 10 所示 2 常用的指标气体 一氧化碳 一氧化碳生成温度低 生成量 大 其生成量随温度升高按指数规律增加 是预报煤炭自燃火 灾的较灵敏的指标之一 在正常时若大气中含有 co 则采用 co 作为指标气体时 要确定预报的临界值 确定临界值时一般 要考虑下列因素 各采样地点在正常时风流中 的本底浓 度 临界值时所对应的煤温适当 即留有充分的时间寻找和 处理自热源 应该指出的是 应用 作为指标气体预报自然发火时 要同时满足以下两点 的浓度或绝对值要大于临界值 的浓度或绝 对值要有稳定增加的趋势 3 乙烯 实验发现 煤温升高到 80 120 后 会解 析出乙烯 丙烯等烯烃类气体产物 而这些气体的生成量与煤 温成指数关系 一般矿井的大气中是不含有乙烯的 因此 只 要井下空气中检测出乙烯 则说明已有煤炭在自燃了 同时根 据乙烯和丙烯出现的时间还可推测出煤的自热温度 其它指标气体 国外有的煤矿采用烯炔比 乙烯和 乙炔 c2h2 之比 和链烷比 c2h6 ch4 来预测煤的自热与 自燃 五 采样点设置五 采样点设置 测点设置的总要求是 既要保证一切火灾隐患都要在控制 范围之内 并有利于准确地判断火源的位置 同时要求安装传 感器少 测点布置一般原则是 在已封闭火区的出风侧密 闭墙内设置测点 取样管伸入墙内 1 以上 2 有发火危险的工 作面的回风巷内设测点 潜在火源的下风侧 距火源的距 离应适当 4 温度测点设置要保证在传感器的有效控制范围之 内 5 测点应随采场变化和火情的变化而调整 六 连续自动检测系统六 连续自动检测系统 目前实现连续巡回自动检测系统基本上有两种形式 1 束管系统 采样系统 由抽气泵和管路组成 管路一般采用管径为 聚乙稀塑料管 在采样管的入口装有干燥 粉尘和 水捕集器等净化和保护单元 滤尘材料一般用玻璃纤维和粉沫 冶金材料 在管路的适当位置装有贮放水器 以排除管中的冷 凝水 整个管路要绝对严密 管路上装有真空计指示管路的工 作状态 在仪器入口装有分子筛或硅胶 以进一步净化气样 控制装置 主要有三通实现井下多取样点进行巡回取样 气样 分析 可使用气相色谱仪 红外气体分析仪等仪器 数据贮存 显示和报警 分析仪器输出的模拟信号可用图形显示 记录仪 记录 起过临界指标时发出霰声光报警 必要时进行打印 也 可计算机贮存 束管检测系统的缺点是 管路长 维护工作量 大 矿井火灾监测与监控 煤矿建立现代化的环境监测系统进行火灾早期预报 是改 变煤矿安全面貌防止重大火灾事故的根本出路 近年来 国内 外的煤矿安全监测技术发展很快 法国 波兰 日体 德国 美国等国家先后研制了不同型号的环境监测系统 我国从