煤矿火灾事故的预防

一、煤炭自燃的发展过程1、自燃准备阶段(潜伏期)自煤层被开采、接触空气起至煤温开始升高止的时间区间称之为潜伏期。在潜伏期，煤与氧的作用是以物理吸附为主，放热很小，无宏观效应;经过潜伏期后煤的燃点降低，化学性质变得活泼，表面的颜色变暗。2、自热阶段(自热期)温度开始升高起至其温度达到燃点的过程叫自热阶段。自热过程是煤氧化反应自动加速、氧化生成热量逐渐积累、温度自动升高的过程。其特点是;(1)氧化放热较大，煤温及其环境(风、水、煤壁)温度升高;(2)产生CO、CO2和碳氢(CmHn)类气体产物，并散发出煤油味和其他芳香气味;(3)有水蒸气生成，火源附近出现雾气，遇冷会在巷道壁面上凝结成水珠;(4)微观结构发生变化。在自热阶段，若改变了散热条件，使散热大于生热;或限制供风，使氧浓度降低至不能满足氧化需要，则自热的煤温度降低到常温，称之为风化。风化后煤的物理化学性质发生变化，失去活性，不会再发生自燃。3、自燃阶段(自燃期)煤温达到其自燃点后，若外界条件发生变化，温度将降下来，则进入风化状态，若能得到充分的供氧风，则发生燃烧，出现明火、烟雾、一氧化碳、二氧化碳以及各种可燃气体。二、煤炭自燃发火的预兆1、巷道内湿度增加，出现雾气、水珠。煤炭氧化初期要生成水分，往往使巷道内湿度增加，出现雾气或在巷道壁上挂有水珠;浅部开采时，冬季地面钻孔或塌陷处会发现冒出水蒸气或冰雪融化现象。2、出现火灾气味。煤炭从自热到自燃过程中，氧化时会产生多种碳氢化合物，并放出煤油味、汽油味、松节油或焦油味等。当嗅到这些气味时，说明煤以燃到了相当程度。3、巷道内发热，气温升高。煤炭氧化自燃过程中要释放出大量热量。因此，从自燃发火的地方流出的水和空气的温度要比平时要高，这一现象人的皮肤可以直接感觉到。4、人体感到不适，头疼、闷热、精神疲乏等。煤炭氧化自燃过程中，会消耗大量的氧气，同时放出有害气体，如二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫等，这些有害气体会使人感到头疼、闷热、精神不振、不舒服、有疲劳感。尤其是多数人有同感时，应提高警惕，查明原因，以防矿井火灾的发生。三、煤炭自燃发火常见地点断层附近、采煤工作面进风巷、回风巷和停采线附近、遗留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的高冒处、假顶工作面、密闭墙内、溜煤眼、联络巷及浮煤堆积的地方是自燃发火高发地区。四、煤炭自燃需要具备的四个条件1、具有自燃倾向性的煤呈破碎状态堆积，其厚度大于0.4m;2、连续地供氧;3、有较好的蓄热条件;4、前边三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。四个条件中1是煤的本身应具备的条件，主要取决与煤的物理化学性质，2、3、4是其外部条件，取决地质开采因素。五、影响煤自燃倾向性的因素煤的自燃倾向性是指煤自燃的难易程度，它主要受下列因素的影响：1、煤的化学性质与变质程度煤的自燃倾向性随煤的变质程度增高而降低，褐煤燃点最低，其发火次数比其他煤多得多，气煤、长焰煤次于褐煤，但高于无烟煤，无烟煤发火性最低。2、煤岩成分。镜煤、亮煤的灰分低，易破碎，有利于煤炭的自燃发展。因此含丝煤多的煤，自燃倾向性大，含暗煤多的煤，不易自燃。3、煤的含硫量煤中黄铁矿的存在，将会对煤的自燃起加速作用，其含量越高，煤的自燃倾向性越大。4、煤中的水分煤中水分少时，有利于煤的自燃;水分足够大时，会抑制煤的自燃，但失去水分后，其自燃危险性将会增大。5、煤的空隙率和脆性煤的空隙率越大，越易自燃。对于变质程度相同的煤，脆性越大，开采时易破碎，自燃容易。六、影响煤炭自燃的地质、开采因素1、煤层厚度：煤层厚度越大，自燃危险性越大。2、煤层倾角：煤层倾角越大，发火越严重。这是由于倾角大的煤层开采时，顶板管理较困难，采空区不易充实，尤其急倾斜煤层煤柱也难留住，漏风大。3、顶板岩石性质：坚硬难跨落型顶板，漏风大，且封闭不严，有利于自燃的发生。4、地质构造：5、开采技术因素：合理的开拓系统应保证对煤层切割少，留设的煤柱少，采空区能及时封闭;合理的采煤方法应是巷道布置简单，煤炭回收率高，推进速度快，采空区漏风小。6、漏风强度：漏风给煤炭自燃提供必须的氧气，漏风强度的大小直接影响着煤体的散热。七、煤炭自燃的预防措施(一)预防煤炭自燃的采煤技术措施开采具有自然发火倾向的煤层时，应采用合理的采煤技术，才能防止煤的自然发火，具体要求如下：1、选择合理的开拓方式和采煤方法。开采有自燃危险的煤层，应采用石门、岩石大巷的开拓方式，这样可以少切割煤层，少留煤柱，又便于封闭、隔离采空区。如需在煤层中开拓巷道而且服务年限较长，则应进行砌碹，碹、煤间隙必须用不能燃烧的材料填实。2、合理布置采区和采煤工作面。在有自燃危险的煤层中布置采区和采煤工作面时，应根据煤层自然发火期的长短和回采速度来确定采区和采煤工作面的尺寸。如果不考虑煤层的自然发火期，盲目加大采区和采煤工作面的走向长度，往往还没有采完，采空区和采煤工作面就已经自燃起来。3、提高回采率。回采率越低，丢煤越多，回采越不正常，越容易自然发火。所以，采煤过程中应加快回采速度，及时清扫工作面浮煤，提高回采率，并及时放顶或充填，避免漏风造成煤的自燃。4、预防巷道中自然发火。首先要保证巷道的工程质量，防止发生冒顶。遇有巷道冒顶或有煤与瓦斯突出形成的空洞，要清除浮煤，打好支架，充填黄土或其他不能燃烧的材料等，使它与外界空气隔绝，防止煤的氧化。(二)预防煤炭自燃的技术措施1、注浆防灭火预防性灌浆，就是用黄泥、部分沙子和水按适当比例调制成泥浆，通过管道或钻孔灌进到采空区、漏风区中。它的作用：一是泥浆包住碎煤，使碎煤与空气隔绝，防止氧化;二是泥浆堵塞采空区中的空隙，减少了漏风;三是泥浆水使密闭区内冷却、降温。由于灌浆有这些作用，防煤炭自燃效果好，很多煤矿都应用这种方法防煤炭自燃。2、阻化剂防灭火凡是能阻止煤在空气中氧化，或者能够降低煤的氧化速度的物质和药剂称为煤的阻化剂。最常用的阻化剂有氯化钙、氯化镁、硝石灰和水玻璃等。它们都是吸水性很强的物质，当附着在煤的表面时，吸收了空气中的水分，在煤的表面形成含水的液膜，从而阻止煤和氧接触。这些药剂能使煤体长期处于有水潮湿状态，水在蒸发时的吸热降温作用，使煤在低温氧化时温度不升高，抑制煤的自热和自燃。3、氮气防灭火氮气是惰性气体，不支持燃烧，所以是目前煤矿先进的防灭火方法之一，氮气不但防灭或效果好，而且对火源及火区围岩的降温效果好。另外将氮气注入采空区可使采空区内氧浓度降低。氮气渗入煤体裂隙后，可阻止煤体的氧化和燃烧。采空区注入氮气后，提高了其间的气体压力，减少了漏入风量。氮气注入明火火区后，大量吸热，体积急剧膨胀，使火区氧浓度下降、温度降低，从而使火区熄灭，并能抑制可燃气体爆炸。八、井下外因火灾事故的预防(一)外因火灾发火原因外因火灾是由外来热源引起的。如井口建筑物内违章使用明火或电焊作业，往往容易形成外因火灾。1、存在明火。吸烟、电焊及用电炉、大灯泡取暖等都能引燃可燃物而导致外因火灾。2、出现电火花。主要是由于电气设备性能不良，管理不善，如电钻、电机、变压器、开关、插销、接线三通、电铃、打点器、电缆等出现损坏、过负荷、短路等，引起电火花、继而引燃可燃物。3、违规爆破。不按爆破规定和爆破说明书爆破，放明炮、糊炮以及用动力电源爆破、不装水炮泥、炮眼深度不够或最小抵抗线不合规定等都会出现明火，导致引燃可燃物而发生火灾。4、瓦斯煤尘爆炸引起火灾。5、机械摩擦及物体碰撞引燃可燃物，进而引起火灾。(二)外因火灾预防措施预防火灾发生有两个方面：一是防止火源产生;二是防止已发生的火灾事故扩大，以尽量减少火灾损失。1、地面火灾的预防规定(1)生产和在建矿井必须制定井上、下防火措施。矿井的地面及所有建筑物、煤堆、矸石山、木料厂等处的防火措施和制度，必须符合国家有关防火规定。(2)木料厂、矸石山，炉灰场距离进风井不得小于80m。木料厂距离矸石山不得小于50m。矸石山、炉灰场不得设在进风井的主导风向上侧，也不得设在表土10m内有煤层的地面上和设在有漏风的采空区上方的塌陷区范围内。(3)新建矿井的永久井架和井口房，以井口为中心的联合建筑，必须用不然性材料建筑。(4)进风井口应设防火铁门，如果不设防火铁门，必须有防止烟火进入矿井的安全措施。(5)进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然材料砌筑，并应至少装设2道防火门。(6)矿井必须设地面消防水池，并经常保持200m3以上的水量。2、井下外因火灾预防规定(1)井下必须设消防管路系统，管路系统应每隔100m设置支管和阀门;带式输送机巷道中应每隔50m设置支管和阀门。(2)井筒、平硐、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，主要巷道内的带式输送机机头前后两端各20m范围内，都必须用不燃材料支护。(3)井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。(4)井下不得从事电焊、气焊和喷灯焊接工作。如果必须在井下焊接时，每次必须制定安全措施，并指定专人在场检查监督;焊接地点前后两端各10m的井巷范围内应是不燃性材料支护，应有供水管，有专人喷水。焊接工作地点至少备有2个灭火器。(5)井下严禁存放汽油、煤油和变压器油。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，并有专人送到地面处理，不得乱放乱扔。严禁将剩油、残油泼洒在井巷或硐室内。井下清洗风动工具时，必须在专用室进行，并必须使用不燃性和无毒性洗涤剂。(6)井下必须设置消防材料库，并应装置消防列车。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，不得挪作它用，并按期检查和更换。(7)井下爆破材料库、机电设备硐室、检修硐室，材料库、井地车场、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，应备有灭火器材，其数量、规格和存放地点，应在灾害预防和处理计划中确定。井下工作人员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。(8)采用滚筒驱动带式输送机时，必须使用阻燃输送带，其托辊的非金属零部件和包胶滚筒的胶料、阻燃性和抗静电性必须符合有关规定，并应装设温度保护、烟雾保护和自动洒水装置。其使用的液力偶合器严禁使用可燃性传动介质。(9)使用矿用防爆型柴油动力装置时，排气口的排气温度不得超过70℃，其表面温度不得超过150℃，各部件不得用铝合金制造，使用的非金属材料应具有阻燃