火灾考试资料文档格式.docx

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煤的自热是由于煤体内不饱和的酚基化合物吸附空气中的氧，同时放出一定的热量所致。

13.自由基作用假说：

煤是一种有机大分子物质，在外力作用下煤体破碎，产生大量裂隙，必然导致煤分子的断裂。

分子链断裂的本质就是链中共价键的断裂，从而产生大量的自由基。

自由基可存在于煤颗粒表面，也可存在于煤内部新生裂纹表面，为煤自然氧化创造了条件，引发煤的自燃。

14.煤氧复合作用假说认为煤自燃的主要原因是煤与氧气之间的物理、化学复合

作用的结果，其复合作用包括煤对氧的物理吸附、化学吸附和化学反应产生的热

量导致煤的自燃。

15.煤的自燃倾向性：

煤自燃难易程度，是煤低温氧化性的体现，是煤的内在属性之一。

16.煤的自然发火期是煤炭自然发火危险性的时间量度，即煤体从暴露在空气环境之时起到自燃（温度达到该煤的着火点温度）所需的时间。

17.上行通风：

在倾斜或垂直的巷道中，风流从标高低端向高端的流动。

18.下行通风：

在倾斜或垂直的巷道中，风流从标高高端向低端的流动。

19.主干风路：

发生火灾后，从入风井口经火源点到回风井的通路。

20.旁侧支路：

主干支路以外的其余支路均称旁侧支路。

21.直接烟侵区：

火烟在排往地面的沿途，通过所有的巷道时仍保持其发火前的风向不变，并受火烟弥漫的区域。

22.风流紊乱：

是指井下发生火灾时，在火和烟气的作用下，正常情况时巷道内风流的流动方向以及风量的分配被打乱，火灾产生的有毒有害烟气进入到进风流中，使得事故范围进一步扩大，造成大量的人员伤亡。

23.风流逆转：

通风网络中的某分支风流方向发生改变的现象叫风流逆转

24阻化率：

煤样在阻化处理前后放出的CO量的差值与未经阻化处理时放出的CO量的百分比。

25阻化剂衰退期（阻化寿命）：

煤炭经阻化处理后，阻止氧化的有效期为阻化剂衰退期，也称为阻化寿命。

阻化剂的阻化寿命越长，其阻化率下降的速度越慢。

填空或多选

1.煤的自然过程分为3个阶段：

①准备期②自热期③燃烧期

2.煤的氧化自然过程分为4个阶段：

（1）物理吸附阶段

（2）化学吸附阶段（3）自热阶段（4）温度高于150℃的加速燃烧阶段

3.煤的着火温度：

①无烟煤一般为400℃，烟煤为320-380℃，褐煤为270-350℃

②CO浓度开始急剧上升的拐点温度为：

褐煤80-90℃，气煤和气肥煤120-130℃，无烟煤：

160-170℃。

③煤氧化所产生的气体成分：

CO、C2H4、C2H6、C3H8、C2H2等气体

④煤矿井下若检测到C2H4气体则说明煤体温度已经达到100℃以上，此时应积极采取相应的防治措施。

⑤煤样温度在达到180℃之前往往不会产生C2H2（乙炔）气体。

4.煤的自燃倾向性分为：

容易自燃、自燃、不易自燃

5.煤自燃倾向性鉴定方法：

绝热氧化法交叉点温度法、高温活化能法、热分析方法（TGA、DTA、DSC）、色谱吸氧法、氧化动力学测定方法

6.自然发火期的方法：

（1）统计比较法

（2）类比法（3）实验室测定法（4）综合法

7.煤低温氧化特性:

①宏观特性：

消耗氧气、温度升高、产生热量、生成气态产物

②微观特性：

煤的官能团变化、自由基变化

8.煤对氧的吸附现象分为：

物理吸附、化学吸附

9.在煤炭氧化过程的热平衡关系中，漏风起两个方面的作用：

一、向煤提供氧化所必须的氧气；

二、带走氧化生成的热量。

10.根据漏风检测目的的不同，SF6示踪技术测定方法分为：

瞬时释放SF6和连续稳定释放两种检漏法。

11.封堵漏风主要技术要点：

①准确把握第一次采样时间。

②合理安排采样间隔时间。

③及时分析样品。

④保证地面分析测试环境空气清洁。

12.无煤柱开采时防止漏风的主要技术措施有：

（1）沿空巷道桂帘布

（2）利用飞灰充填带隔绝采空区（3）利用水砂充填堵漏（4）喷涂塑料泡沫防止漏风（5）利用可塑性胶泥堵塞漏风（6）采取“均压”措施，减少漏风

13.从自然发火的角度出发将采空区划分为三带：

“不自燃带”（散热带）、“自燃带”和“窒息带”

14.气体分析法指标选择原则：

（灵敏性）（规律性）（可测性）

15.均压防灭火：

均压防灭火就是“以风防治火”，方法简单，成本最低，控制火势的发展常常立竿见影，深受现场欢迎。

根据煤矿井下实施均压技术的区域是否封闭，均压技术可分为开区均压和闭区均压两种类型。

16.开区均压的措施有：

（1）调节风窗均压

（2）局部通风机均压（3）调节风窗与局部通风机联合均压。

常用的闭区均压技术措施有：

（1）并联风路与调节风门联合均压

（2）调压风机与调节风门联合均压（3）连通管均压。

17.浆液制备工艺：

对于不同的注浆材料，浆液的制备工艺也不同，

（1）黄泥浆液制备，

（2）页岩或矸石浆的制备，（3）粉煤灰浆制备工艺

18.浆液输送：

（1）静压输浆。

静压输浆是利用制浆地点标高不同而产生的自然压差，借助输

浆管路（或钻孔）将浆液输送到注浆区；

（2）动压输浆。

当借助自然压头输浆压力不够或倍线不能满足时，利用泥浆泵向注浆区注浆。

19.注浆方式有两种：

集中注浆，分散注浆。

注浆的主要作用：

隔氧和降温

20.注浆方法：

注浆按与回采的关系大体可分为采前预注、随采随注和采后封闭注浆三种类型。

随采随注分为：

钻孔注浆、埋管注浆和洒浆。

21.随采随注则是随着采煤工作面推进的同时向有发火危险的采空区注浆，是注浆采用的主要方法，其目的和作用：

一是防止采空区遗煤自燃，二是胶结冒落的矸石，形成再生顶板而为下分层开采创造条件。

22.惰气防灭火：

常用惰气有氮气、二氧化碳和湿式惰气等。

23.阻化剂的评价指标包括有阻化率和阻化剂衰退期

24.注氮防灭火工艺：

（一）注氮方式：

开放式注氮、封闭式注氮

（二）注氮方法：

埋管注氮、拖管注氮、钻孔注氮、插管注氮、路旁式注氮。

（三）1、注氮工艺系统：

注液氮工艺系统，注液氮有两种方式，一是直接向采空区或火区中注入液氮防灭火，二是先将液氮汽化后，再利用气氮防灭火。

2、注气氮工艺系统。

25.目前防止自燃火灾的技术主要包括均压堵漏、注浆、洒阻化剂、注惰气、注凝胶和泡沫材料等。

26.胶带火灾的防治

（1）安设消防水管并配置充足的消防器材；

（2）减少胶带巷的火灾荷载；

（3）胶带输送机应使用阻燃胶带；

（4）采取措施防止胶带打滑和跑偏；

（5）建立独立的通风系统；

（6）完善防排烟系统；

（7）建立火灾自动报警和喷淋联动系统；

（8）加强运输机胶带的日常管理

27.矿井外因火灾的特点:

发生突然；

来势迅猛，无预兆；

火源明显；

如果不能及时发现和控制，往往会酿成重大事故。

火灾的火焰一般是在燃烧物的表面，如果及时发现和扑救，是容易熄灭的。

28.外因火灾的预防：

（1）预防明火

（2）预防电气引火（3）尽量使用不燃材料（4）加强火灾的监测监控

29.井下消防器材和设施有：

①基本的灭火材料②消防列车③消防器材库④安全消防门⑤避难硐室

30．胶带火灾发生的原因：

（1）胶带摩擦：

①胶带在滚筒上的打滑②胶带与其它物件的摩擦

（2）电器故障（3）其他原因

31.火区封闭（方法）

煤矿发生火灾后，不能直接灭火时，必须封闭火区。

封闭火区就是用防火墙把进风侧和回风侧所有通向火区的巷道以及巷道内易向火源漏风的区域封严。

火区封闭后，切断了外界的供氧，使得火区内生热和散热平衡系统破坏，这种情况持续一定时间即能使火源彻底熄灭。

按照封闭区域的不同，封闭可分为井下封闭和地表封闭两种类型。

井下封闭为局部封闭，地表封闭一般为全矿井封闭，后者在实际救灾中应用不多，因此本书主要介绍井下封闭。

32.按照封闭区域的不同，封闭可分为：

井下封闭和地表封闭

33.火区封闭的原则是：

（1）准备先行，

（2）行动果断，（3）密闭墙要“密、少、快、小”，（4）实施过程要加强监控。

34.火区封闭的顺序：

进行火区封闭时，应根据火区范围、火势大小、瓦斯涌出量等情况来决定火区封闭的顺序。

一般是对火区影响不大的次要巷道首先封闭起来，然后再封闭火区的主要进、回风巷。

在多风路的火区建造防火墙时，应根据火区范围、火势大小、瓦斯涌出量及火区内是否有瓦斯集聚区和采空区等情况来决定封闭顺序。

35.防火墙的构建：

1）构建防火墙的目的是在整个火区封闭期间隔断流向火源的风流。

2）分类：

根据防火墙所起的作用不同，主要分为临时防火墙、永久防火墙和耐爆防火墙三种。

1>

临时防火墙，临时防火墙的作用是临时阻断火区供风，控制火势发展。

在建筑时突出一个“快”字和一个“严”字。

最常见的临时防火墙主要有以下两种形式：

（1）风障临时防火墙

（2）木板防火墙2>

永久性防火，永久性防火墙用于长期封闭火区，建筑时既要坚固又要密实。

（1）木段防火墙

（2）砖防火墙（3）混凝土防火墙（4）多层混合式防火墙3>

耐爆防火墙

（1）常用耐爆防火墙①沙袋耐爆防火墙②石膏耐爆防火墙

（2）改进的耐爆防火墙①形状上改进②添加缓冲设施。

除了上述两种常使用的传统耐爆防火墙外，也可因地制宜，在条件具备的前提下可采用水封的方法。

采用水封时，可以远程操作，安全可靠，具有操作简单、严密性好、充分隔爆以及启封方便的优点。

36.氮气防灭火的作用主要表现在：

（1）当对防灭火区域注入大量的氮气后，使得采空区内的氧气浓度下降；

氮气部分地替代氧气进入到煤体裂隙表面，与煤的微观表面进行交换吸附，从而使得煤表面对氧气的吸附量减少，在很大程度上抑制或减缓了遗煤的氧化作用。

（2）对于有一定封闭条件的防灭火区域注氮防灭火而言，长期连续地注入氮气后，大量的氮气可使采空区内形成正压，从而使得采空区的漏风量减少，使遗煤处于缺氧环境中而不易氧化。

（3）较低温度的氮气在流经煤体时，吸收了部分煤氧化产生的热量，可以减缓煤升温的速度和降低周围介质的温度，使煤的氧化因聚热条件的破坏而延缓或终止。

（4）采空区内的可燃、可爆性气体与氮气混合后，随着惰性气体浓度的增加，爆炸范围逐渐缩小（即下限升高、上限下降）。

当惰性气体与可燃件气体的混合物比例达到一定值时，混合物的爆炸上限与下限重合，此时混合物失去爆炸能力。

这是注氮防止可燃、可爆性气体燃烧与爆炸作用的另一个方面。

氮气防灭火的优缺点

优点：

（1）工艺简单、操作方便、易于掌握。

（2）不污染防灭火区域、对封闭区域内的设备损害小，恢复生产快。

（3）较好的稀释抑爆作用。

注入氮气可快速、有效稀释防灭火区域的氧气，降低氧气和可燃气体的浓度，可使防灭火区域内达到缺氧状态，并使可燃气体失去爆炸性，从而充分惰化防灭火区域，保证防灭火区域的安全。

（4）有效抑制防灭火区域的漏风。

由于氮气均为正压注入，因此，当大量注入到防灭火区域后，使得该区域的气压升高，处于正压状态，从而有效抑制了防灭火区域的漏风。

缺点：

（1）注入到防灭火区域的氮气不易在防治区域滞留，不如注浆注砂能“长期”覆盖在可燃物或已燃物的表面上，其隔氧性较差；

（2）注氮能迅速窒息火灾，但火区完全灭火时间相当长，不能有效地消除高温点，因此，在注惰气灭火的同时，应辅以其它措施灭火，如用水、注浆、以及凝胶等方法，以防复燃；

（3）注氮气防火，氮气有向采面或临近采空区泄漏的可能性；

而当注氮气灭火时，当密闭不严或者存在有漏风通道时，氮气可能通过密闭等漏风通道泄漏。

因此，注氮气防灭火的同时，需相应采取堵漏措施，使氮气泄漏量控制在最低限度内；

（4）氮气本身无毒，但具有窒息性，浓度较高时对人体有害。

据试验，井下作业场所氧含量下限值为19%，所以氮气泄漏的工作地点氧含量不得低于其下限值。

简答

1.易自燃发火地点：

采空区、停采线和开切眼、进、回风巷、构造带、通风设施附近

①采空区从自然发火的角度出发将采空区划分为三带：

“不自燃带”（散热带）、自然带和窒息带②停采线和开切眼停采线和开切眼附近由于浮煤堆积量大、漏风严重等原因③进、回风巷进、回风巷道长期处于风流之中，也是煤矿井下易自然发火地点之一④构造带煤矿井下常见的地质构造形式主要有褶曲、断层、破碎带、陷落柱、岩浆入侵地区等⑤通风设施附近如风桥、风门、调风窗以及密闭等通风设施附近区域是自然发火地区。

2．气体分析法的指标选择原则：

（1）灵敏性。

煤矿井下一旦有发生煤自燃的趋势，或煤温超过一定值该指标就会发生明显变化，且随煤温的升高变化趋势稳定。

（2）规律性。

同一煤层或采区的煤在热解时产生指标所涉及气体的初始温度基本相同或差别不大，生成量与煤温有较好的对应关系，且重复性较好。

（3）可测性。

现有的仪器设备能够及时检测到指标所涉及气体的产生和变化，且方便准确。

3.凝胶防灭火适用范围及注意事项:

（1）凝胶对于高位火点的防治有较好的作用。

如高温点发生在上部的裂隙中，用一般的防灭火技术措施难以奏效，采用注凝胶方式，可使凝胶在上部的裂隙中堆积，堵塞漏风通道，起到防灭火作用。

对于底部的煤炭自燃点，则采用注水、黄泥或粉煤灰浆均能起到很好的作用，浆体的灭火性能会更好，因为浆体的流动性好，只要知道明确的火源，注入的浆体能够到达火源点，最好采用一般注浆方法。

（2）凝胶防灭火的设备操作相对简单，但对现场人员配料有较高的要求，一般无机凝胶材料的配比为，基料的使用量为浆量的7%～10％，促凝剂为5%～6％，正确掌握其配比，是保证凝胶防灭火技术效果的关键。

4.阻化剂防火工艺分三类：

一是在采煤工作面向采空区遗煤喷洒阻化剂液防止煤的自燃；

二是向可能或已经开始氧化发热的煤壁打钻孔压注阻化液；

三是汽雾阻化剂，借助漏风方向向采空区送入雾化阻化剂。

5.阻化剂的选取原则：

阻化剂好坏的选择，不仅影响阻化效果和经济效益，而且对井下安全也有重要的影响。

在选择阻化时，应综合考虑以下5个方面：

（1）阻化率要高。

（2）阻化剂衰退期要长。

（3）安全性好，费用低。

（4）来源可靠，供应充足，运输方便。

（5）对井下设备、设施腐蚀性小。

6.三相泡沫的防灭火特性1三相泡沫的防灭火机理

（1）包裹煤体，隔绝氧气，封堵漏风通道与煤体裂隙

（2）吸热降温，降低煤体和周围环境的温度

（3）降低采空区氧气浓度，抑制煤的氧化，窒息自燃的煤体。

（4）润湿煤体，增加煤体的湿度

（5）抑制煤体自由基的产生，阻断已有自由基和官能团的链式反应。

7.火区启封的条件：

《规程》第二百四十八条规定：

“封闭的火区，只有经取样化验证实火已熄灭后，方可启封或注销。

火区符合以下条件时，方可认为火源熄灭：

（1）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。

（2）火区内空气中的氧气浓度降到5.0％以下。

（3）火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期内逐渐下降，并稳定在0.001％以下。

（4）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。

（5）上述4项指标持续稳定的时间在1个月以上。

”

由于火区内外环境影响的复杂性，取样点与火区真实状态之间不可避免的存在着差异，在符合上述条件的情况下启封火区时，仍应谨慎从事。

8.采空区自燃三带的主划分指标：

从自然发火的角度出发将采空区划分为三带：

“不自燃带”（散热带）（5m~25m）、“自燃带”（25m~65m）和“窒息带”

（2）根据氧气浓度划分，分为“不自燃带”O2＞15%、“自燃带”5%≤O2≤15%和“窒息带”O2＜5%（3）根据采空区漏风流速划分，分为“不自燃带”流速＞0.24m/min、“自燃带”0.1m/min≤流速≤0.24m/min和“窒息带”流速＜0.1m/min

9.煤自然发火的条件

（1）煤具有自燃倾向性且呈破碎状态堆积

（2）有连续的通风供氧条件（3）热量易于积聚（有聚热环境）（4）持续一定的时间

论述

1.煤自然影响因素

（一）内在因素

（1）煤的变质程度

煤的变质过程伴随着煤分子结构的变化，碳化程度越高，煤体内含有的活性结构越少。

所以煤的变质程度是煤自燃倾向性的决定性因素。

现场的统计表面，褐煤最易自燃，无烟煤最不易自燃，烟煤介于二者之间。

（2）煤岩成分

①煤岩成分一般分为丝煤、暗煤、亮煤和镜煤四种。

②不同的煤岩成分有着不同的氧化性。

在低温下，丝煤吸氧最多，但是，随着温度的升高，镜煤吸附氧能力最强，其次是亮煤，暗煤最难于自燃。

③镜煤与亮煤脆性大，易破碎，而且灰分少，故镜煤与亮煤在丝煤吸附氧化升温的促使诱导下很容易自燃。

（3）煤的含硫量

硫在煤中有三种存在形式：

硫化铁即黄铁矿（FeS2）、有机硫以及硫酸盐。

对煤自燃起主导作用的是黄铁矿。

黄铁矿的比热小，它与煤吸附相同的氧量而温度的增值比煤大3倍。

在煤中含黄铁矿越多，就越易自燃。

（4）煤的粒度、孔隙特性

完整的煤体一般不会发生自燃，一旦受压破裂，呈破碎状态存在，其自燃性能显著提高。

煤的自燃性随着其孔隙率、破碎度的增加而上升。

（5）煤的瓦斯含量

①瓦斯或者其它气体含量较高的煤，由于其内表面含有大量的吸附瓦斯，使煤与空气隔离，氧气不易与煤表面发生接触，也就不易与煤进行复合氧化。

当煤中残余瓦斯量大于5m3/t时，煤往往难以自燃。

2但是随着瓦斯的放散，煤的空隙被空出，煤与氧就更易结合，更容易发生自燃氧化。

（6）煤的水分含量

1）水分对煤炭自燃过程的影响有两个相互对立的过程。

首先，煤炭中的水分在初期阶段会因为蒸发作用而散失，因此，一部分热量就会以水分潜热的形式被水蒸气带走，这就有阻止煤体温度升高的趋势。

另一方面，煤体也会从空气中吸收水分。

这就是所谓的吸收热（有时也叫湿润热）会促使煤的温度升高。

2）煤的总的作用就取决于这两种过程谁占主导地位。

3）来说，由于水的惰性特征，煤中水分对自燃起着一定的阻化作用是无疑的。

（二）外在因素：

1）煤层地质赋存条件

①煤层厚度。

开采厚煤层的矿井，内因火灾发生次数比开采中厚和薄煤层的矿井多

②煤层倾角。

开采急倾斜煤层比开采缓倾斜煤层易自燃；

③地质构造。

自然发火次数要多于煤层层位规则的地方如断层、褶曲发育地带、岩浆入侵地带。

⑤煤层顶板。

煤层顶板坚硬，煤柱易受压碎裂。

2）采掘技术因素

采掘技术因素对自燃危险性的影响主要表现在采区回采速度、回采期、采空区丢煤量及其集中程度、顶板管理方法、煤柱及其破坏程度、采空区封闭难易等方面。

3）通风管理因素

通风因素的影响主要表现在采空区、煤柱和煤壁裂隙漏风。

2.防治煤炭自燃的开采技术措施？

答：

一、采用合理的矿井开拓和巷道布置1、优化矿井设计2、合理进行巷道布置：

采用岩石巷道，区段煤巷采用垂直重叠布置，合理安排采掘关系3、合理安排采掘关系

二、坚持合理的开采方法和开采顺序1、采用合理的采煤方法。

多年来的实践表明，降低煤层自然发火的可能性应从以下几个方面着手：

（1）少丢煤或不丢煤；

（2）控制矿山压力、减少煤柱破裂；

（3）避免上行回采，遵循先采上煤层，再采下煤层的正常回采顺序；

（4）合理布置采区；

（5）回采时应尽量避免过分破碎煤体；

（6）加快工作面回采速度，使采空区自热源难以形成；

（7）及时密闭已采区和废弃的旧巷；

（8）注意选择回采方向，不使采区回风巷过分受压或长时间维护在煤柱里。

2、采用无煤柱开采

3、坚持正规的回采顺序

4、快速开采

三、控制矿山压力、减少煤体破碎1）加强巷道顶板支护2）分层开采下分层顶板管理

四、合理的通风系统1、风网简单、结构合理2、合理的通风设施布置3、合理的工作面通风方式

（1）工作面U型通风，

（2）工作面W型通风，（3）工作面Y型通风）4、减小矿井通风阻力5、加强日常通风防灭火管理

3.稠化砂浆灭火技术特性：

（1）稠化砂浆防灭火技术是在原有注砂灭火的技术上，在砂浆中添入天然高分子材料制成的稠化剂，通过加砂搅拌得到稠化砂浆，利用槽车将其运输至井下，然后通过移动式注浆系统喷射到自然发火煤层表面，通过覆盖煤层、隔绝氧气，达到灭火效果。

（2）该技术较传统灭火技术相比：

①将砂泥悬浮，提高砂了浆粘度，增加了砂量，减小了水砂比；

②由于砂子悬浮在管道中，且泥浆又有较高的粘度，能极大地降低砂浆对管路的磨损；

③水溶液具有成膜特性，使砂浆成为连续密实的覆盖层，注入采空区后能够有效覆盖遗煤，隔绝浮煤与氧气的接触；

④砂浆中的山砂可捕获煤炭自燃过程中生成的自由基，从而阻断煤的低温氧化过程，具有较强的防灭火作用。

计算题

1.判定实例

上行通风时火源点的判定

（一）

A矿采用上行通风方式，其通风网络如图20所示。

某次火灾时期，该矿通过烟雾传感器监测到存在烟气的分支有2-4、4-5、5-6、5-7和7-8，利用上述条件可对火源点所在分支进行判定。

为了便于火源所在分支的判定，在此借助一个简表进行辅助分析。

在表的第一列中给出所有

监测到烟气的分支，然后对各种可能情况逐一进行分析判定：

假设7-8分支为火源分支，由于通风网络为上行通风，该分支不可能发生逆转，因此其它各分支中均没有烟气存在；

假设5-7分支为火源分支，由于整个风流没有发生逆转，此时火灾烟气只能在5-7和7-8分支中。

依此类推，逐一进行分析判定，并记录相应的分析结果。

由表可知，只有当2-4分支发生火灾时，才能满足已知条件，即在分支2-4、4-