矿场消防安全培训课件.ppt

永善县煤矿消防安全培训,永善县消防大队授课人：何兴山,Page 2,课程目的与任务,总体要求1、理解煤炭自燃倾向性及自燃发火期的概念及煤炭自燃的发生与发展过程。2、掌握内因火灾与外因火灾的预防方法与措施。3、消防设施的使用方法,Page 3,第一章 矿井火灾概述,煤矿火灾属矿井五大灾害之一。矿井一旦发生火灾，火势发展的速度快，控制比较复杂，影响的范围也比较广，极易造成人员伤亡和财产损失，甚至引起煤尘、瓦斯爆炸或者煤尘与瓦斯爆炸，酿成更大的灾害。为了防治矿井火灾，保证煤矿安全生产，对矿井火灾进行必要的分析和了解十分重要。,Page 4,第一章 矿井火灾概述,什么是矿井火灾？是指发生在矿井地面或井下、威胁矿井安全生产、形成灾害的一切非控制燃烧。火-火的文明灾-火的危害,Page 5,第二章 矿井火灾发生的“三要素”,某种可燃物质的存在（可燃物）。在煤矿井下，煤炭本身就是一种大量的而且普遍存在的可燃物；其次，在进行生产的过程中产生的大量的煤尘、瓦斯以及使用的坑木、机电设备、炸药、油料等物质都存在可燃性，它们的存在是发生火灾的基本元素 。煤、木材、皮带、电缆、油料、炸药、机电设备 、煤具备足够热能的热源（火源）。热源是煤矿进下火灾发生的必要因素，只有具备足够热量的热源才能引起可燃物质的燃烧。在煤矿，煤炭的自燃、瓦斯、煤尘燃烧与爆炸、放炮、机械摩擦产主的热量；电流短路、电气设备运转不良产生的过热；吸烟、焊接及其它明火都可能引起火灾。,Page 6,第二章 矿井火灾发生的“三要素”,有足够浓度的供02源。燃烧的定义是一种发热、发光，同时伴有烟雾产生的剧烈的氧化反应。任何可燃物尽管有足够热量的热源，如果缺乏足够浓度的02，燃烧是难以持续的，所以，02的供给是燃烧形成必不可少的基本条件。实验证明：在02浓度为3的空气环境里，任何可燃物的燃烧都不能维持；在02浓度低于12的空气中瓦斯失去爆炸性；浓度在14以下，蜡烛也不能燃烧。所以，这里所说的供02源为正常含02量的空气，而不是贫02的空气。 煤矿安全规程规定：井下氧气浓度不得低于百分之二十。,Page 7,第三章 煤矿火灾的分类,目前，在我国对于火灾的分类还没有一个统一的标准，分类比较多，据以下几种分类方式如下：按照起火源的不同，通常将煤矿火灾分为大类，即外因火灾和内因火灾。按火灾发生的地点不同分类，可分为井筒火灾、巷道（进、回风）火灾、采面火灾、煤柱火灾、采空区火灾及硐室火灾。按照可燃物的不同分类，可分为机电设备火灾、火药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾、煤尘燃烧火灾及煤层自燃引起的火灾。按煤矿通风风流的影响可分为进风风流火灾、回风风流火灾。,Page 8,第四章 煤矿火灾的本质分析,煤矿火灾从本质上来讲，也属于一种燃烧现象，也是一种能量能量相互转换的现象，并且据有关资料统计，90的煤矿火灾均属于内因火灾，所有煤矿火灾均有发生、发展的过程，最终达到火灾的发生阶段及形成危害。在煤矿井下，由于燃烧和爆炸理论的“三要素”，火灾即可转变成为爆炸，其条件为：存在较大体积且温度较高的可燃性混合气体，可燃性混合气体的浓度达到爆炸极限；混合气体中02浓度超过14以上，混合气体遇火源或本身温度较高即产生燃烧。,Page 9,第五章 煤矿火灾的危害,井下火灾对煤矿安全行产工作和矿工的安全主要有以下几方面的危害：1、井下空间狭小，活动受限，矿井的通风与巷道的联通关系复杂，所供给的风量有限，当井下发生火灾的时候，人员避灾和撤离都会受到复杂环境的限制。2、矿井下存在着大量的可燃物，火灾极易产生并且发展蔓延的速度快，当高温火焰在巷道中流动，混入新鲜风流时，将会在掺风点产生二次燃烧的新火源，导致火灾面积的扩大。3、燃烧时产生大量的有毒有害气体（主要为CO2和CO）并伴有高温火焰，造成人员的伤亡。这些气体流入井下作业点后，使人员中毒和窒息。,Page 10,第五章 煤矿火灾的危害,4、井下产生火灾极易引起瓦斯、煤尘或者煤尘与瓦斯燃烧和爆炸。井下发生火灾不仅给瓦斯、煤尘提供了爆炸的火源，还因为高温火源的干馏作用，使可燃物释放出H2和多种碳氢化合物等具有爆炸性的气体。因此，火灾能引起瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大灾情及人员伤亡。5、火灾能烧毁设备和引起煤层自燃，当井下发生火灾，如果不能及时采取有效措施控制，那么就会失去了灭火的良机，使火势扩大，这样就会烧毁大量的设备，更甚者引起煤层燃烧，影响矿井的正常生产。6、矿井发生火灾后，使井下风流反向，导致灾情的扩大，高温烟雾流经的巷道，空气质量发生变化，温度升高；另一方面使矿井通风网路的风流发生改变，使矿井通风系统紊乱，进一步扩大灾区范围，同时给井下人员的撤离带来了巨大的困难和危害，增大了事故损失和灭火工作的难度。,Page 11,第六章 煤矿火灾的预防措施,内因火灾与外因火灾区别1、内部火灾都有的预兆：由于内因火灾时可燃物氧化发生放热而导致的，因此，在煤氧化时必然要发生大量气体，这样就给予我们提供了早期预测火灾的可能性，现在主要是以测CO（一氧化碳）浓度变化来预测预防火灾。而外因火灾是突发性的，不知道什么地方、什么时候会发生，而常常发生在人们意想不到的地方，使人措手不及更易造成恶性重大事故。2、内因火灾是煤的氧化而自燃的，因此有一个或长或短的氧化发展过程，也正因如此，往往人们麻痹大意。而外部火灾则发展迅猛,Page 12,第六章 煤矿火灾的预防措施,一、内因火灾的预防措施可燃物自身氧化自燃自燃是指可燃物在空气中没有外来火源的作用，靠自热或外热而发生燃烧的现象。根据热源的不同，物质自燃分为自热自燃和受热自燃两种。在通常条件下，一般可燃物质和空气接触都会发生缓慢的氧化过程，但速度很慢，析出的热量也很少，同时不断向四周环境散热，不能像燃烧那样发出光。如果温度升高或其他条件改变，氧化过程就会加快，析出的热量增多，不能全部散发掉就积累起来，使温度逐步升高。当到达这种物质自行燃烧的温度时，就会自行燃烧起来，这就是自燃。使某种物质受热发生自燃的最低温度就是该物质的自燃点，也叫自燃温度。由于外来热源的作用而发生的自燃叫做受热自燃；某些可燃物质在没有外来热源作用的情况下，由于其本身内部进行的生物、物理或化学过程而产生热，这些热在条件适合时足以使物质自动燃烧起来，这叫做本身自燃。,Page 13,第六章 煤矿火灾的预防措施,内因火灾是指被破坏的原始煤层，具有自燃性质的煤层；又有一定的风量供给，自身发生缓慢氧化而产生一定的热量聚积而导致着火形成的火灾。内因火灾的特点：主要是灭火比较困难，技术含量高，耗费的人力物力较大，火源比较隐蔽而不易被发现，甚至燃烧时间长，有的能持续数月、数年之久，造成大量的煤炭资源被冻结，根据1985年的统计，由于自燃发火而冻结的煤炭资源量已近6000万吨。,Page 14,第六章 煤矿火灾的预防措施,煤氧化过程1、准备期（潜伏期）煤在低温下吸附空气中的氧，在煤表面生产不稳定的初级氧化物，煤温和环境温度不变，煤重量增加，着火点降低，化学活性增加。2、自热期自热前期：煤温上升，不稳定的初级氧化物进一步生成H2O、CO2、CO及CXHY。自热后期：当温度达到60-80的临界温度。3、燃烧器（自燃期）煤温度达到着火文帝（无烟煤400、烟煤320-380、褐煤300）开始燃烧。4、冷却风化（措施）煤在氧化过程中，如有良好的冷却散热条件以至温度不能上升，则发生风化。风化后的煤不再发生自然。,Page 15,第六章 煤矿火灾的预防措施,为什么有的煤能自然，有的煤不能自然？如：山西阳泉、河南焦作的煤不易燃；陕西铜川、辽宁抚顺、甘肃窑街等的煤易燃。煤炭自燃与否取决于煤本身的物理化学性质和外部的散热条件。因此煤炭的自燃与否主要取决于两个因素：内因因素：指煤本身自燃倾向性，煤本身的氧化能力和物理化学特征。煤要自燃，首先必须要有自燃倾向性，即要有自燃的能力。外因因素：指煤在氧化过程中的通风供氧和热交换的条件。因此，煤炭自燃必须同时满足四个条件：1、煤自身要有自燃倾向性（有自燃倾向性的煤呈破碎堆积）2、要有连续供氧条件3、热量易于积聚4、足够的氧化时间,Page 16,第六章 煤矿火灾的预防措施,影响煤炭自燃倾向性的因素1、煤的水分2、煤岩的成分3、煤的含硫量4、煤的粒度、孔隙与脆性煤的水分（化合水与游离水）化合水：成煤过程中植物本身所含水分也随之变成煤的结晶水。游离水：成煤过程中由于大气降水、地上水系和地下水系等渗透到媒体所含的水分。游离水又分为内在水分（吸附或凝结在煤颗粒内部的水分）和外在水分（附着在煤裂隙或颗粒表面的水分）。如果水含量多了，则煤质松软，裂隙孔隙因水的蒸发使吸氧表面积增大，吸氧量加强，煤更易自燃。如钢铁在水中更易生锈。如果用水淹灭火区，恢复生产后更易自燃。水能驱除经氧化后的煤中的N2、CO2等惰性气体使之复燃。,Page 17,第六章 煤矿火灾的预防措施,据相关资料统计，全国统配与重点煤矿中，有自燃发火危险性的矿井占全国矿井总数的4649；其中自燃煤层占累计可采煤层数的60，统计资料显示，内因火灾的次数占矿井火灾次数的94。因此，内因火灾受到了人们的关注和研究。可是预防煤矿的内因火灾的措施涉及到煤矿的各个生产环节，所以在预防措施方面要加强研究和探讨。在开采具有煤层自燃发火危险性的矿井，要正确选择矿井的开拓方式，采煤方法和开采顺序；提高矿井防火能力；优化矿井通风系统，杜绝采空区漏风，采取均压通风的防火措施，加强防火管理等措施来预防煤炭自燃，减少或杜绝煤炭自燃发火的隐患。加强管理人员和从业人员的培训，使其掌握煤炭自燃发火前期的相关预兆，及时发现发火预兆，为灭火工作带来时间，进行预防发火的预测预报工作，启动矿井防火应急预案，将其处理在萌芽状态。加强对废弃巷道和采空区的管理，及时充填废弃煤巷，以做到对采掘生产过程中遗留的各种发火隐患及时处理。,Page 18,第六章 煤矿火灾的预防措施,加强密闭的质量和日常检查管理工作，避免漏风引起煤炭自燃。利用新技术的发展和新设备来提高矿井自身防灭火的能力随着科学技术的发展和矿井火灾的深入研究，一批批新的防灭火技术和火灾预防设备得到了开发的利用。如火灾自动报警装置，应用报警系统能够准确地探测到火灾隐患的异常情况，通过数据信息的处理反馈给管理人员，使其将火灾隐患处理在萌芽状态。,Page 19,第六章 煤矿火灾的预防措施,二、外因火灾的预防措施外部热源引燃可燃物外因火灾的特点：火灾发生比较突然，发展速度快，火势凶猛，如果不能及时发现和控制，将会带来巨大的损失。据相关资料统计：国内有记载的重大火灾事故，90以上属于内因火灾，而矿井火灾中外因火灾所占比例虽小（仅占10），可是也不容忽视，做好煤矿井下的外因火灾的预防工作十分重要，具体措施如下：1、严禁携带烟火及易燃易爆物质入井；严禁在井下使用电炉或灯泡取暖，井下不准使用电气焊、喷灯焊接或切割。如必须使用，必须制定严格、科学、合理的安全技术措施，报相关部门批准；其次，在井口房和通风机房附近20米范围内不得有烟火或用火取暖；井下不准存放易燃的油类物质,Page 20,第六章 煤矿火灾的预防措施,二、井下必须使用本质安全型电器设备，加强管理，定期进行检查维修，保证设备性能完好；防止电火花、电弧及摩擦起火生成的事故。三、加强爆破管理；进行爆破作业时，必须使用国家标准的许用的矿用炸药；不得使用过期或劣质炸药不准放明炮或者明火放炮、放糊炮；不准用动力电源放炮；炮眼的封泥长度和封填材料必须按照煤矿安全规程（2006版）的相关要求进行封填，且进行放炮，避免引起火灾。四、严禁不阻燃或不抗燃的电缆、输送带和风筒入井。 五、井口房、井架和井口20m范围内的建筑物以及主要进、回风巷、主平硐、主要巷道的连接处、井下主要的硐室和机电设备等，都应采用不燃性材料砌筑或支护或者最好布置在岩层中。,Page 21,第六章 煤矿火灾的预防措施,井口都应设防火铁门，预防井口火灾或附近地面火灾波及井下，进风井巷与各生产水平的交汇处都应设置防火铁门，并定期对防火铁门的质量和灵活可靠性进行检查。 矿井必须在井口附近100m以内设置消防材料库，每一个生产水平的主要运输大巷中应设消防材料库，储备足够数量的消防器材，并备有消防车。灭火材料和工具必须满足矿井灭火时的需要，平时不准挪作他用，进下的炸药库、绞车房或者绞车硐室、机电硐室、水泵房和采区变电所、中央变电所都要配足够的灭火器材并保持完好无损。矿井必须在地面建立容量不低于200m3的消防水池，井下各主要巷道中应铺设趟（趟工作，趟备用）专用消防管路，并且两趟管路之间要能灵敏互换，每隔30m50m的距离设一组消防水龙头。,Page 22,第七章 矿井火灾防治技术,1 均压防灭火技术均压防灭火技术一般对工作面及掘进面初期发现的高温预兆点有较好地效果。它是采用通风的方法减少自燃危险区域漏风通道两端的压差，使漏风量趋于零，从而断绝供氧源，起到防灭火作用。 2 阻化剂防灭火技术煤炭自然发火是由于煤与空气中的氧气相互作用的结果，在漏风不可避免的情况下， 在煤的表面喷洒上一层隔氧膜，阻止或延缓煤的氧化进程。阻化剂主要是卤化物与水溶液能浸入到煤体的裂隙中，并盖在煤的外部表面，把煤的外部表面封闭，隔绝氧气。同时，卤化物是一种吸水能力很强的物质，它吸收大量水份复盖在煤的表面，也减少了氧与煤接触的机会，延长煤的自然发火期。,Page 23,第七章 矿井火灾防治技术,3 阻化汽雾防灭火技术汽雾阻化防灭火其实质就是将受到一定压力的阻化溶液通过雾化转化成为阻化剂汽雾。汽雾发生器喷射出的微小雾粒可以依漏风风流为载体飘移到采空区内，从而提高采空区防火效果。 4 超大量灌注无机固化粉煤灰防灭火技术目前现用防灭火充填材料主要有:黄泥浆充填材料、水砂浆充填材料、煤矸石泥浆充填材料、粉煤灰充填材料、石膏育填材料、水玻璃凝胶充填材料、废水泥渣充填材料等。但都存在有成本高、脱水以后体积减少多，不能固化或固化以后支撑强度低等缺点。因此，根据目前的研究与现场应用现状，以粉煤灰为主料，研究出经济成本低，堆积能力强，固化后不脱水或少脱水，初凝时间和固化时间可调，具有堵漏、防火、灭火、防复燃、充填支撑强等功能的无机固化粉煤灰防灭火充填材料;并研究了利用黄泥灌浆系统灌注无机固化粉煤灰的配套装置及其灌浆工艺来防治巷道高冒、空洞、沿空巷道帮、溜煤眼、联络巷、停采线、采空区等地点的煤炭自燃发火。,Page 24,第七章 矿井火灾防治技术,5 化学惰气泡沫防灭火化学惰气泡沫防灭火材料由多种原料组成，其原料均为固体粉态，经过分别溶解后形成2 种溶液。在井下灭火时，可采用钻孔压注方法，将溶液注入自然发火区域。当2 种溶液混合后，便会发生化学反应，产生惰性泡沫，其体积可膨胀812 倍。惰气泡沫可迅速向周围空间、漏风通道及煤壁裂隙扩展，充填火区空间，窒息火区，而且惰泡具有较好的稳定性，可以起到隔绝空气的作用。此外，化学惰泡的落液，还具有较高的阻化能力，可以有效地抑制残煤的复燃，达到防火的目的。,Page 25,第七章 矿井火灾防治技术,6 惰化技术防灭火惰性气体惰化技术，虽然很多煤矿都可以应用，但在我国则规定，放顶煤开采的煤矿必须使用以它为主的综合措施(除惰气外还辅以其它措施)来防治煤自燃火灾，目的是要在较大的程度上保证采煤安全。惰气源目前发展起来的主要是氮气，制备的方式有:深冷空分、碳分子筛变压吸附和中空纤维分离等三种，我国有相当的产品提供矿井选用。它们各有其特点，目前各矿主要考虑的是经济承受力， 除深冷空分固定资产较高外，其它两类由于分离氮的基础材料如碳分子筛、中空纤维等，还难以生产出可与国外产品竞争的产品， 造成初期投资也较高，加大了生产成本，使矿井在一定程度上失去经济优势。因此，欲广泛发展和应用这些新技术，还需要加大科