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文档简介

中国煤矿火灾防治,中国煤矿火灾防治技术,设备现状和发展趋势,山西省煤矿瓦斯综合管理工程技术研究中心本o 1 4年3月,赵长春首席工程师,中国煤矿火灾防治,1,概述2,煤炭自燃3,煤炭自燃预测和预测技术(防治)4, 外部消防灭火技术(火)8,综放火灾防治技术9,结论,中国煤矿火灾防治,1998年9月6日,安徽淮北市竹仙庄煤矿隧道上部煤炭自燃引起火灾12名矿工死亡(包括副主任,首席技术人员1人),因火灾发生。 此次事故导致13人死亡,1人失踪,19人受伤。其中5人受了重伤。一,概述,一,煤矿火灾事故,我国煤矿火灾预防和治疗,2002年1月21日发生的湖北省松滋市潭自动煤矿(地方矿山)岩坡庆祝的中等轴发生火灾事故,造成12人死亡。其中包括一名部队长,他为了营救被困矿工不幸身亡。我们煤矿火灾的防治,2002年12月8日吉林万宝煤矿(省地方煤矿)绞车房火灾事故,导致地下30名矿工死亡。中国煤矿火灾防治,2002年10月29日广西南宁二塘煤矿(国有区)地下4个矿区变电站变压器火灾,相邻木制支架着火,火灾区长度70米。当时地下35人工作,其中30人死亡。我们煤矿火灾的防治,2004年11月28日,陕西省铜川矿务局陈家山煤矿煤炭自燃引起的瓦斯爆炸事故造成166人死亡。中国煤矿火灾的预防和控制,中国煤矿火灾的预防,人员伤亡设备的燃烧或关闭,会对矿山生产产生很坏的社会影响,煤矿火灾的后果,中国煤矿火灾的预防和控制,2,煤矿防火技术的发展过程,50年代,黄泥灌浆的火灾预防和灭火技术研究和推广,60-70年代研究和普及了米塞尔火灾预防和控制等技术,从90年代至今,开始研究和普及以综放面综合火灾预防和控制系统为代表的防火技术,、我国煤矿火灾预防和控制对当前煤矿的地下条件及发展状况,支持矿井火灾预防技术的开发,火灾安全的关键在于早期预测和高效灭火。中国煤矿火灾的预防和控制,中国煤矿火灾的预防和控制,中国煤矿火灾的预防和控制,二是煤炭自燃,一是煤的自然发火理论,黄铁矿作用理论,中国煤矿火灾的预防和控制,细菌作用理论自由基作用理论,煤与氧的复合作用理论,中国煤矿火灾的预防和控制,二是中国的煤矿火灾预防和控制,现有方法,T方法(火灾温度降低值方法):即利用煤等氧化爆炸温度和减少爆炸温度的差异,区分煤自燃的危险。煤炭自燃倾向性识别方法、中国煤矿火灾防治、目前开发的新方法、吸氧方法采用色谱动态吸氧法测定煤的吸氧量和吸氧速度,以吸氧量为基础、吸氧速度为辅助,确定自然发火倾向。目前,北京东西方电子技术研究所在该技术的基础上开发了ZRJ-1色谱自燃分析仪,并促进了在煤矿中的使用。中国煤矿火灾的预防和控制,ZRJ-1色谱自燃分析仪,中国煤矿火灾的预防和控制,计算最短自燃时间,煤脱空,暴露在空气中,在最佳氧气供应,热储存条件下吸收氧气 氧化,热生成 热储存,煤从常温上升到火灾温度所需的时间,煤的最小自然,中国的煤矿火灾预防和控制、煤原子加热氧化法、一定量的煤(至少0.8-5t),根据地下实际条件,模拟煤堆氧化过程,实际测试煤的自然发火时间,判断煤的自然发火危险。中国煤矿火灾预防和控制,3,煤炭自燃预测和预测技术,1,预测和预测指标,COH1,H2系数烯烃(C2H4,C3H6)链阿尔金比,阿尔考克比,中国煤矿火灾预防和预测技术将实验分析结果制成适当的图表、图表,判断煤的自然发火趋势。捆绑监控系统使用捆绑监控系统自动持续监控需要监控的主要场所,计算机自动收集、记录和处理相关数据,判断煤的自然发火趋势。中国煤矿火灾的预防和控制,中国煤矿火灾的预防和控制,中国煤矿火灾的预防和控制,中国煤矿火灾的预防和控制,4、内部火灾的预防和控制技术,1、防止煤炭自然发火的采矿技术措施,合理的道路布局系统,中国煤矿火灾的预防和控制,合理的煤炭开采方法,中国煤矿火灾的预防和控制,以及与主扇和风网一致1)使用中央平行或两翼的对角通风,2)减少矿区分区通风阻力,扩大矿井等积区,使主扇工作条件能在高效地区工作,中国煤矿火灾防治、通风设备合理布置,优先减少采空区或火区出入口墙两侧的通风压差。中国煤矿火灾的预防和控制,2,预防灌浆,纸浆材料选择原则,中国煤矿火灾的预防和控制,预防灌浆方法,提前收获,中国煤矿火灾的预防和控制,开采后的灌浆,中国煤矿火灾的预防和控制,现有阻抗剂,无机盐(氯化镁,氯化钙,工业废盐等)化学作用在煤的表面形成氧化膜,阻断煤与氧的接触。捕捉在煤和氧反应过程中形成的自由基,阻止煤和氧的连锁反应。抵抗机制,中国煤矿火灾的预防和控制,目前使用的阻抗剂的问题,大量使用无机盐类剂,其阻抗剂的阻率较低,其他类型的阻抗剂:与水不兼容,影响阻抗剂的成本高,不利于大规模推广应用,中国煤矿火灾的预防和控制,阻抗剂研究的发展方向,表面化学原理,开发以纳米技术为基础的层状无机纳米复合阻抗剂,其中国的煤矿火灾预防和控制、矿区压力均等化措施、4、压力均等化火灾预防技术、中国的煤矿火灾预防和控制、封闭区域压力测量、中国的煤矿火灾预防和控制、5、采空区火灾定位技术、1、温度检测法、温度直接检测法、热辐射法预购温度探针温度测量方法、中国的煤矿火灾由于火灾气体分子的扩散,向外扩散的气流导致钻孔中火灾气体浓度的总和不同而增加。通过测量火灾气体浓度总和的变化,可以确定地表近层火灾气体浓度异常高的范围,确定范围垂直对应的高点的位置是固体内的火灾点。中国的煤矿火灾预防和控制、氡测定法在地层岩石学及地质结构上有所不同,因此同一地区不同岩层或同一岩层不同层的放射性元素含量也有很大差异,其衰变产物从地下向上移动的浓度和速度也有很大差异。如果当地有热源,由于地下火灾地区发生的温度、湿度、压力等原因,氡及其同位素向上移动的速度比地质条件相似,地下没有热源时氡及其同位素移动的速度快。因此,采空区自燃区域顶部的氡浓度高于没有热源区域的氡浓度。用适当的方法测量氡浓度变化,识别异常变化区域,确定地下开采地区的火灾来源位置。中国煤矿火灾预防和控制,重庆地质仪器厂:HDS型1氡检测仪煤炭科学院重庆分公司:KCD9618矿用氡检测仪东北大学:FD-140氡检测仪,中国煤矿火灾预防和控制,3,磁检测方法,人工磁场方法,在开采有自燃倾向的煤层时,以气体或液体形式向采空区发生自燃源时,位于不原点的铁磁性物质随着温度的升高,磁化率也急剧上升,磁场强度相应增加。到达居里点后,磁化率消失,相应的磁场强度为零。因此,用地面波移动测量仪测量磁异常波动区域,就可以确认goaf的火灾点位置。我国煤矿火灾的预防和控制,自然磁场法原理与人工磁场法相似,只是不人工开采,而是存在于煤层或上、下岩层中的铁磁性材料。显然,只有在煤层、顶板、底板岩石中存在铁磁物质的情况下,才能使用这种方法。以目前最先进的美国G-856A型磁探测器为例,其探测力也只能达到探测误差10米,探测深度200米。中国煤矿火灾的预防和控制,5,采空区火灾定位技术的发展方向,主要基于非接触电磁波发射技术的研究:在采空区破坏岩石和空气的这种两相介质的特殊性和电磁波在此特定下的传输和吸收规律,在自燃发生时研究传输和吸收规律,以确定火灾位置。比较典型的是利用地质雷达探测采空区的不源点位置。采空区火灾定位技术目前存在问题:探测误差大,适应能力差。中国煤矿火灾预防和控制,6,内部灭火技术,1,目前存在的灭火技术,CO2灭火技术是典型燃料类型DQ-150,DQ-1000惰性气体发生装置,中国煤矿火灾预防和控制,N2灭火技术的典型例子如下:BXND-500地面移动变压吸附氮剂组JXZD-400地下移动变压吸附氮剂组MD-350地下移动膜分离氮剂组BNKH-1000地面固定低温氮剂组,中国煤矿火灾防治,泡沫灭火技术包括代表性的BGP-200型高倍率泡沫灭火技术YZWP-200典型的KBJ系列和XK系列凝胶消化装置。中国煤矿火灾的预防和控制、堵漏风灭火技术我国近年来研究了双材料高水基充填材料和液压快速注浆设备,并成功地进行了无煤柱工作面的巷道侧充填隔离器测试。该技术主要以粉煤灰、选煤厂尾矿等为骨料,加入混凝剂、水等制作高水材料,堵塞漏风通道等,实现消化目的。中国煤矿火灾防治,TIF5750A SF6泄漏检测器,中国煤矿火灾防治,中国煤矿火灾防治,KBJ-100/6移动灌浆设备主要技术参数公称压力(MPa):6标称流量(l/min):06开发新的防火技术集成防火和控制技术,中国煤矿火灾预防和控制,7,外部消防灭火技术,1,现有灭火技术,带式输送机自动灭火技术MPZ系列胶带输送机自动灭火系统,速度差,温度,烟,紫外线,热缆等5个传感器和电源控制箱连接的控制箱,单片机,我国煤矿火灾的预防和控制,我国煤矿火灾的预防和控制,机械电室灭火技术主要基于地面火灾中使用的CO2灭火技术、泡沫灭火技术及干粉灭火技术。2、现有灭火技术存在的问题,对高成本工作现场人员的低威胁灭火效率,中国煤矿火灾防治,3、外部灭火技术发展方向,清洁、高效、环保细水雾灭火技术的发展,优点如下:低成本清洗,对高效工作现场工作人员不能构成生命威胁a、b类(固体火灾,固体火灾) 中国的煤矿火灾预防和控制,中国的煤矿火灾预防和控制,8、煤气燃烧防治技术,我国是世界上为数不多的以煤为主要能源的国家之一,也是世界上最大的煤炭消费国,煤炭产业是当前乃至今后很长一段时间内我国经济发展的支柱产业。 但是我国煤矿煤层的发生条件复杂,采煤条件日益恶化,矿山瓦斯灾害成为严重威胁煤矿地下安全生产的最大自然因素。煤矿是矿山事故伤亡最多的行业,事故死亡人数约占全国各种矿山事故伤亡的80%以上,其中瓦斯灾害造成的人员伤亡和经济损失最严重,主要表现为煤气燃烧、煤气爆炸,严重威胁着我国煤炭产业的健康、持续发展。中国煤矿火灾预防和控制,8,煤气燃烧防治技术,国家安全生产监督管理总局统计,建国以来全国煤矿共发生19起矿难,3162人死亡。其中,15起煤气爆炸事故导致2140人死亡,事故数量和死亡人数分别占79%和68%。从2002年到2005年,全国煤矿发生了29起特别大型事故,造成1743人死亡。其中瓦斯爆炸事故24起,死亡人数1578人,事故数量及死亡人数分别占83%和91%。从上述统计中可以看出,瓦斯爆炸灾害已经成为我国煤矿安全的“第一杀手”。中国煤矿火灾防治,8、瓦斯燃烧防治技术,瓦斯灾害的一般位置和形式:煤回采工作面上隅角瓦斯燃烧和爆炸掘进面上隅角瓦斯燃烧和爆炸排水管道瓦斯燃烧和爆炸钻孔瓦斯燃烧,中国煤矿火灾防治,工作面上隅角瓦斯超限安全保护系统示意图,中国煤矿火灾防治,低浓度瓦斯安全传输保护系统示意图。气罐2。空气压缩机3。压力表4。钻孔模拟钢管5。有限的空间6。细水雾喷嘴7 .供水管道8。泵9。油罐钻孔瓦斯燃烧灭火系统组成方框图,中国煤矿火灾预防和控制,9,综放面火灾综合灭火技术,预防和防火措施计划,工作面周围预处理(注浆,封堵)。在开口0-20m范围集中处理(堵塞、灌浆)通风系统中,采取小风量、低压差,即均压技术。中国煤矿火灾防治,空气泄漏带宽度减少。在综采支架后面沿工作面设置了30米窄风方向,减小了漏风带宽度,起到了防止采空区煤自燃的作用。监测采空区温度和瓦斯变化的措施。随着工作面的推进,将光束管和温度探针预先埋在goaf中,每50米放置测量点,同时主张要每周收集工作面上角和风流的气体,goaf光束管的气体。中国煤矿火灾防治,工作面注浆。由于工作面地质条件的影响,工作面必须与开采一起采取灌浆措施。对采空区的注浆应重点考虑注浆工艺(顶注浆)、浆液浆液配比等(控制1:5左右)。

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