论矿井内因火灾的防治.doc

论矿井内因火灾的防治张小华 (重庆市南川区南大街农行家属院) 摘要 矿井内因火灾是煤矿最难防治的火灾之一。矿井内因火灾一旦发生，轻则影响安全生产，重则烧毁煤炭资源和物资设备，造成人员伤亡，甚至引发瓦斯爆炸，扩大灾害的程度与范围。为了防止矿井内因火灾，促进煤矿安全生产，作为煤矿生产的管理人员，掌握矿井内因火灾防治方面的知识是非常重要的。关键词 矿井 内因 火灾 防治The Study ofThe Internal Mine FirePreventionZhang,Xiaohua（Relatives Courtyard of ABC, South Avenue ,Nanchuan District, Chongqing City）Abstract: The Internal Mine Fire is one of the mine fires which are the most difficult ones in prevention. Once it happens, the damage will range from the burning of coal resources and material equipment to casualties, and even trigger a gas explosion and expand the extent the scope of the disaster. So, for prevention, its very significant for a management of coal production to master the knowledge about the internal mine fire prevention.Key words: Mine Internal Fire Prevention矿井内因火灾是煤矿最难防治的火灾之一。矿井内因火灾一旦发生，轻则影响安全生产，重则烧毁煤炭资源和物资设备，造成人员伤亡，甚至引发瓦斯爆炸，扩大灾害的程度与范围。为了防止矿井内因火灾，促进煤矿安全生产，作为煤矿生产的管理人员，掌握矿井内因火灾防治方面的知识是非常重要的。根据引火的热源不同，通常将矿井火灾分为两类：内因火灾和外因火灾。内因火灾就是指煤的自燃。由于一些易燃物质（主要指煤炭）在一定条件下和环境下自身发生物理化学变化积聚热量而形成的火灾。外因火灾就是由外界火源引起可燃物的非控制性燃烧。矿井火灾发生的原因虽是多种多样，但构成火灾的基本要素归纳起来有三个方面：热源、可燃物、充足氧气的供给这三个方面。这三个要素只有同时具备才能形成一场火灾。1内因火灾（煤炭自燃）的早期预防1.1自燃发火的定义矿井内因火灾主要是指煤炭自燃形成的火灾。煤炭自燃是氧化过程自身加速发展的结果。煤炭在常温下能吸附空气中的氧而发生氧化作用产生热量，如果产生的热量不能很好散发并继续积聚，当温度上升达到煤的着火温度时，就会引起煤炭自燃。煤炭自燃大体上可以划分为三个主要阶段，即潜伏期、自热期和燃烧期。 1.2煤炭自燃的条件煤炭本身具有自燃倾向性并呈破碎状态堆积存在、煤氧化生成的热量大量蓄积难以及时散失和连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展。这是煤炭自燃发火的三个必备条件。煤炭自燃经常发生的地点有：采空区，特别是大量遗煤而未及时封闭或封闭不严的已采区、巷道两侧受地压破坏的煤柱、巷道堆积的浮煤和冒顶垮落处、与地面老窑连通处。 1.3人体感官早期发现矿井火灾人们应用自己的感官（如：眼睛、鼻子、皮肤等），能察觉煤炭自燃的初期特征。这是一项传统的办法。通常有：视力感觉、气味感觉、温度感觉、疲劳感觉。1.4分析矿井空气成分预报火灾煤炭在氧化过程中，能使附近地区空气中的氧气浓度降低、一氧化碳含量增加，并先后出现一氧化碳和其他碳氢化合物。一般使用一氧化碳气体作为早期识别煤炭自燃火灾的指标气体。1.5测量井下发热体温度预测自燃发火煤炭自燃的过程中，在自热期后阶段，由于氧化加剧，产生热量增加，使媒体及周围温度升高。因此测量发热体及周围温度变化是确定煤炭自燃状态的重要参数。直接测温法：就是在不破坏现有温度场的情况下把温度传感器布置在煤炭的易自燃区域，如两道一线及采空区，观测自燃温度随时间的变化趋势，从而判断煤炭自燃的发展阶段和发展趋势。 2矿井内因火灾（煤炭自燃）的预防与处理煤炭自燃发火事故严重影响矿井的经济效益，破坏矿井的正常采掘接续关系，甚者引起瓦斯爆炸，威胁矿井工人生命。因此必须防止煤炭自燃，必须坚持“预防为主、综合治理”的原则，采取有针对性的技术措施，消除自燃发火对矿井安全的威胁。防治煤炭的自燃，一是杜绝可燃物二是可燃物聚热环境的形成。防治内因火灾的技术主要有下面几种：2.1合理的开拓开采及通风系统从预防煤炭自燃的角度出发，对煤层开拓、开采方法的要求是：煤层切割量少、煤炭回收率高、工作面推进速度快、采区容易封闭。为满足上述要求，通常采取的技术措施有：首先就是合理地进行开拓布置。尽可能采用岩石巷道，推广无煤柱技术。其次是选择合理的采煤方法。应尽量采用长壁式采煤法，同时采用全部陷落法管理顶板。最后是选择合理的开采顺序。煤层间采用下行式。上山采区先采上区段，后采下区段。下山采区先采上区段，后采下区段。矿井通风网络结构要力求简单，通风阻力适中（3kPa以下为宜）主要通风机与风网匹配。通风设施布局合理。通风压力分布适宜。矿井通风方式以中央分裂式或两翼对角式为好。采区采用分区通风，主要通风机运行的工况点位于高效区内。矿井进风、用风、回风段阻力宜保持3：2：5的比例。2.2防止漏风因为煤炭自燃是煤与空气中的氧气在一定条件下进行氧化的结果，所有矿井通风网路中漏风是煤炭自燃决定的因素。当采空区单位面积的漏风量大于1.2m/min或小于0.06m/min时，都不会发生自燃发火。漏风太大，氧化热量不能积聚，漏风太小，则氧化条件不良。最危险的漏风量是0.4-0.8m/min。预防漏风的措施主要有：增大漏风风阻减少漏风、利用调节风压法减少漏风。2.3惰性气体防火技术煤矿利用惰性气体（主要是利用氮气）进行防灭火。我国从20世纪80年代初期起，开始对氮气防灭火技术进行研究和实验。目前已为很多矿井所采用，并取得了可喜的效果。氮气是一种无色、无味、无臭的惰性气体，与空气易于混合，因此，在防火工作中应用最多。在空气中所占的体积百分比为79%。惰性气体防灭火就是将不能助燃也不能燃烧的惰性气体注入已封闭的或有自燃危险的区域，降低其氧气的浓度，从而使火区中因氧气含量不足而将火源熄灭，或者使采空区中因氧气含量不足而使煤不能氧化自燃。惰性气体防灭火关键是控制火区的氧气含量。对于不同的场合、不同的惰化过程，氧气浓度的控制标准也不相同。例如，灭明火时，应使氧气含量小于15%。防止采空区遗煤自燃，氧气含量应小于7-10%。2.4预防性灌浆预防性灌浆是预防煤炭自燃火灾的传统措施，也是应用最为广泛且最有成效的措施。预防性灌浆就是将水和不燃性固体材料按一定的比例混合，配制成适当浓度的浆液，然后利用灌浆管路系统将其送往采空区等可能发生煤炭自燃的地点。浆液灌注到采空区等处后，其中的固体物逐渐沉淀下来，水则流到巷道中排除。 3矿井火灾的直接灭火直接灭火方法有；清除可燃物、降低燃烧物的温度是直接灭火最常用的方法，灭火材料主要有水、岩粉、泡沫、沙子、固态或液态惰气、各种灭火器等。4矿井火灾时期的控风技术。矿井火灾时期风流控制是矿井火灾救灾的最主要措施之一，其主要目的是控制风流流向，防止风流紊乱，使风流流动状态有利于撤人救灾，保证矿井受灾区域内人员的安全撤离；防止火灾的影响扩大；尽可能限制烟流在通风系统内的蔓延范围；避免火灾气体或瓦斯达到爆炸危险浓度等。风流控制包括风量控制与风向控制两个方面。5火区封闭、管理 和启封5.1火区封闭火区封闭的原则是:“密、小、少、快”四字。密是指密闭墙要严密尽量少漏风；小是指封闭范围要尽量小；少是指密闭墙的道数要少；快是指封闭墙的施工速度要快。封闭火区的两种方法 。一是锁风封闭火区。从火区的进、回风侧同时封闭火区。 二是注惰性气体封闭火区。在封闭火区的同时注入大量的惰性气体使火区中的氧浓度达到失爆界线所经过的时间比爆炸气体积聚到爆炸下限所经过时间要短.这两种方法应用较广泛。 5.2火区管理技术火区封闭后，应加强管理，促使火灾及早熄灭，同时需经常观测火区情况，以判断火灾是否熄灭。具体做法如下：5.2.1建立火区卡片其主要内容有： 卡片上详细记录发火日期、原因、位置、范围、防火墙厚度、建筑材料、灭火处理过程、灌浆量以及空气成分、温度、气压变化等情况，并且要附有火区关系位置图，由矿井通风部门永久保存。5.2.2永久防火墙管理井下所有永久性防火墙都要编号管理。并在火区位置关系图中注明。每个防火墙附近必须设置栅栏和警标，并悬挂说明牌，并有测定日期、测定人姓名。 防火墙内的气体成分和空气温度应定期测定和分析。防火墙外的空气温度、瓦斯、防火墙内外空气压差以及防火墙墙体，必须定期检查。5.2.3加强检查工作对墙内的温度和空气成分，要定期进行测定和化验分析。封闭火区的防火墙必须每天检查一次，瓦斯急剧变化时，每班检查一次，所有测定和检查结果，都必须记入防火记录本中，发现有异常，必须采取措施及时处理。 5.3火区的启封封闭的火区只有经取样化验分析证实，同时具备下列条件时，可认为火区已经熄灭，方准启封。 一是火区内的空气温度下降到30以下或与火灾发生前该区的日常空气温度相同；二是火区内空气中的氧气浓度降到5%以下； 三是火区空气中的一氧化碳浓度逐渐下降，并稳定在0001以下； 四是火区的出水温度低于25或与火灾发生前该区的日常出水温度相同；上述四项指标持续稳定的时间不得少于1个月以上。启封火区时仍应谨重从事，不能认定火区已熄灭而大意。所以煤矿安全规程（1992年版）执行特别强调，火区启封后，原火源点回风侧的气温、水温和一氧化碳都无上升趋势，并保持3天以上，方可认定火区确已完全熄灭。 火区启风的方法有：通风启封火区法、锁风启封火区法。通风启封火区法启封防火墙的步骤简单，启封前预先确定有害气体的排放路线，并撤出路线上的人员。首先打开一个出风侧防火墙（先打开一个小孔并逐渐扩大），过一段时间打开一个进风侧防火墙，待有害气体排放一段时间无异常现象，相继打开其余防火墙。锁风启封火区法该法启封火区就是沿着原封闭区内的巷道，由外向里向火源逐段移动至防火墙位置，逐渐缩小火区范围，最后在封闭状况下进入着火带，实现火区全部启封。6结束语 本人在编写本书的过程中参阅了大量相关的文献资料，在此谨向相关作者表示诚挚的谢意。由于时间紧，不足之处敬请老师批评指正。 参考文