煤矿火灾的预防和治理.docx

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煤矿火灾的预防和治理

煤矿火灾的预防和治理

关于煤矿火灾的预防与治理

摘要

矿井火灾是威胁煤矿安全生产、危害职工生命安全的重大灾害之一。

煤矿火灾是指发生在矿井井下或地面井口附近、威胁煤矿安全生产、形成灾害的一切非控制燃烧,是煤矿生产中的主要自然灾害之一。

矿井火灾是矿井发生的火灾（包括危及井下的地面火灾），常招致人员伤亡,设备损失,矿井停产,资源破坏,甚至引起瓦斯、煤尘或硫化矿尘爆炸。

文中就我国现有的煤矿火灾防治技术及矿井火灾预测预报理论和方法进行了全面系统的阐述。

介绍了一些我国近几年研究和开发成功的、适用于我国国情的可靠而经济的火灾防治技术与手段,同时给予适当的评价。

随着煤炭工业技术的发展和新的防灭火问题的出现，这些技术还存在一些不足。

为了充分发挥现有防灭火技术的优点，可服其缺点，我们还需要在此基础上继续开发研制新的防灭火技术和材料。

关键词：

矿井火灾；安全生产；火灾预测；防治措施；预报理论

前言

矿井火灾又叫矿内火灾或井下火灾。

是指发生在煤矿井下巷道、工作面、硐室、采空区等地点的火灾。

能够波及和威胁井下安全的地面火灾，也叫矿井火灾。

矿井发生的火灾（包括危及井下的地面火灾），常招致人员伤亡,设备损失,矿井停产,资源破坏,甚至引起瓦斯、煤尘或硫化矿尘爆炸。

1894年俄斯特拉发-卡尔维纳地区拉瑞什煤矿（位于今捷克斯洛伐克境内）因火灾引起瓦斯爆炸，当场死亡235人,处理事故时又发生第二次瓦斯爆炸,矿山救护队员大部分牺牲。

矿井火灾按引起的热源不同分内因火灾和外因火灾两类。

煤的化学成分和碳化程度是影响煤自燃倾向的重要因素。

褐煤最易自燃；烟煤、中长焰煤和气煤较易自燃；无烟煤则很少自燃。

碳化程度低、含水分大的煤，水分蒸发后易自燃；碳化程度高的煤，水分对自燃的影响不明显。

煤成分中的镜煤、丝煤，吸氧能力强，着火温度低，煤中含量越多，越易自燃。

实验室鉴定煤的自燃倾向的方法很多，都是模拟煤的氧化过程，以其氧化能力作为判定依据。

第1章火灾

1.1火灾来源

1.1.1煤自燃

有自燃倾向的煤在常温下吸附空气中的氧，在表面上生成不稳定的氧化物。

煤开始氧化时发热量少，能及时散发，煤温并不增加，但化学活性增大，煤的着火温度稍有降低，这一阶段为自燃潜伏期。

随后，煤的氧化速度加快，不稳定的氧化物先后分解成水、CO2和CO，氧化发热量增大,当热量不能充分散发时，煤温逐渐升高，这一阶段称为自热期。

煤温继续升高，超过临界温度（通常为80℃左右），氧化速度剧增，煤温猛升，达到着火温度即开始燃烧。

在到达临界温度前，若停止或减少供氧，或改善散热条件，则自热阶段中断，煤温逐渐下降，趋于冷却风化状态。

1.1.2硫化矿石自燃

铁、铜、铅、锌等金属的硫化矿物均易氧化。

硫化矿物吸附空气中的氧，氧化发热，随着热量积聚，温度升高，在适宜的外界条件下，氧化过程逐渐加速，直到自燃。

通常含硫量高，自燃倾向大。

次生硫化矿富集带的矿石比原生矿石具有较大的氧化速度和较低的着火温度。

水对硫化矿物自燃有催化作用，湿黄铁矿的氧化速度高于干黄铁矿。

矿井水的酸度高，可加速矿石氧化。

矿石破碎程度增加,氧化表面积增大,易于自燃。

坑木的着火温度低，受酸性水侵蚀的坑木，着火温度只有230～250℃，坑木氧化发热，可促进硫化矿石自燃。

1.2煤的化学成分

煤的化学成分和碳化程度是影响煤自燃倾向的重要因素。

褐煤最易自燃；烟煤、中长焰煤和气煤较易自燃；无烟煤则很少自燃。

碳化程度低、含水分大的煤，水分蒸发后易自燃；碳化程度高的煤，水分对自燃的影响不明显。

煤成分中的镜煤、丝煤，吸氧能力强，着火温度低，煤中含量越多，越易自燃。

实验室鉴定煤的自燃倾向的方法很多，都是模拟煤的氧化过程，以其氧化能力作为判定依据。

第2章火灾的预防

2.1火灾预测和预报

我国目前预测自然方式：

（1）在实验室确定自燃倾向性等级；

（2）根据本矿或条件相似（近）矿井或采区的已有的自然发火的统计资料，确定待采（或本）煤层的自然发火期。

2.2预防自燃措施

基本原则:

减少矿体的破坏和碎矿的堆积，以免形成有利于矿石氧化和热量积聚的漏风条件。

①选择正确的开拓开采方法。

合理布置巷道，减少矿层切割量,少留矿、煤柱或留足够尺寸的矿、煤柱,防止压碎，提高回采率，加快回采速度。

②采用合理的通风系统。

正确设置通风构筑物，减少采空区和矿柱裂隙的漏风，工作面采完后及时封闭采空区。

③预防性灌浆。

在地面或井下用土制成泥浆，通过钻孔和管道灌入采空区，泥浆包裹碎矿、煤表面，隔绝空气，防止氧化发热，是防止自燃火灾的有效措施。

根据生产条件，可边采边灌，也可先采后灌。

前者灌浆均匀，防火效果好；自燃发火期短的矿井均采用。

泥浆浓度（土、水体积比）通常取1:

4～1:

5。

在缺土地区，可考虑用页岩等矸石破碎后代替黄土制浆，粉煤灰或无燃性矿渣也可作为一种代用品。

④均压防火。

用调节风压方法以降低漏风风路两侧压差，减少漏风，抑制自燃。

调压方法有风窗调节、辅扇调节、风窗－辅扇联合调节、调节通风系统等。

⑤阻化剂。

防止矿石氧化的化学制剂,如CaCl2、MgCl2等,将其溶液灌注到可能自燃的地方，在碎矿石或碎煤表面形成稳定的抗氧化保护膜，降低矿石或煤的氧化能力。

加强监测是早期发现自燃征兆的重要步骤。

测定空气中的CO浓度，可判断煤自燃的发展程度及自燃地点。

应用红外线分析仪和气相色谱仪分析空气中的微量CO，配合束管法（用细塑料管束从井下各取样地点连至地面）远距离取样，已可在地面进行连续自动检测与报警。

2.3 火区管理

火区封闭后,要经常检查密闭墙的严密性。

定期测定墙内空气成分和温度。

对于煤矿，墙内CO浓度稳定在0.001%以下，气温30℃、水温25℃以下,氧气浓度低于2%时，才能认为火已熄灭。

对于硫化矿山，也有相应规定。

启封火区时应将火区回风流直接引向回风道。

在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井，应切断与火区相连地点的电源。

启封工作应由矿山救护队进行。

启封时要在防止新鲜风流进入火区条件下，从回风侧进入侦察，确认火已熄灭，再打开进风侧密闭墙，逐步恢复通风，排除有害气体，清理巷道,消除火灾残迹后,才能恢复生产。

2.4行动原则

任何一发现火灾时首先应识别火害性质，范围立即采取一切可行的方法直接灭火，并汇报调度所。

当井下发生火灾时，为了迅速灭火必须遵守纪律，服从命令，不要擅自行动。

矿调度所接到井下火灾报告时，立即通知矿山救护队抢险。

并通知井下受到火灾威胁的人员擅利灾区。

第3章火灾的治理措施

3.1火灾事故处理计划

井下发生火灾的自救和行动原则，报告及处理措施与瓦斯爆炸事故相同，另补充如下：

①井下发生火灾时，无论谁发现，均应立即进行直接灭火，队长、班组长应立即将受威胁地区的人员撤到新鲜风流中，并报告调度室；调度室接到报告后立即通知值班矿长、矿长、总工程师、其他副矿长，组织救护队抢救遇难人员和及时灭火，同时查明火区地点、范围和发火原因，以便采取有效措施进行抢救工作，并防止火灾蔓延。

②停止火区供电，以防火势扩大，引发其它事故。

③在火灾初期火源不大时，现场人员应积极进行直接灭火，控制火势。

首先组织用水、沙、灭火器材直接灭火。

灭火时，人员要站在进风侧，灭火应从火焰外围逐渐向中心移动灭火。

电器引起的火灾，不能确认线路停电时，严禁用水直接灭火。

倾斜巷道灭火时，要注意火风压的危害。

同时应有瓦斯检查员随时检查火灾地点瓦斯及其它有害气体，防止发生次生灾害。

④可以用排水、供水管路和其它管路作临时消防管路。

⑤当火势很大，灭火困难时，如果所有人员已撤出灾区，可将火区迅速密闭，但要尽量缩小密闭范围。

封闭火区应采取“先进风侧、后回风侧”或“进、回风侧同时进行封闭”的原则。

⑥根据已探明的火区地点和范围，可选择以下通风措施：

A、当火灾发生在中央变电所、采区变电所、水泵房时，人员应迅速逆风撤出，可采取反风措施。

B、火灾发生在井口房、斜井筒、井底车场及运输大巷、皮带、轨道下山时，应立即停止井下供电，可采取反风或使风流短路的措施进行降压灭火。

C、在井下其它地点发生火灾时，应保持事故前的风流方向，控制火区供风量。

D、在进风的下山巷道发生火灾时，必须有防止因火风压而造成主风流逆转的措施。

E、在瓦斯涌出的工作面发生火灾时，应保持正常通风，必要时可加大风量。

3.2火灾的逃生方法

第一诀：

熟悉环境，暗记出口。

当你处在陌生的环境时，为了自身安全，务必留心疏散通道、安全出口及巷道方位等，以便关键时候能尽快逃离现场。

请记住：

在安全无事时，一定要居安思危，给自己预留一条通路。

第二诀：

巷道出口，畅通无阻。

巷道、安全出口等是火灾发生时最重要的逃生之路，应保证畅通无阻，切不可堆放杂物或设闸上锁，以便紧急时能安全迅速地通过。

请记住：

自断后路，必死无疑。

第三诀：

扑灭小火，惠及他人。

当发生火灾时，如果发现火势并不大，且尚未对人造成很大威胁时，当周围有足够的消防器材，如灭火器、消防栓等，应奋力将小火控制、扑灭；千万不要惊慌失措地乱叫乱窜，置小火于不顾而酿成大灾。

请记住：

争分夺秒，扑灭“初期火灾”。

第四诀：

保持镇静，明辨方向，迅速撤离。

突遇火灾，面对浓烟和烈火，首先要强令自己保持镇静，迅速判断危险地点和安全地点，决定逃生的办法，尽快撤离险地。

千万不要盲目地跟从人流和相互拥挤、乱冲乱窜。

请记住：

人只有沉着镇静，才能想出好办法。

第五诀：

简易防护，蒙鼻匍匐。

逃生时经过充满烟雾的路线，要防止烟雾中毒、预防窒息。

为了防止火场浓烟呛入，可采用毛巾、口罩蒙鼻，匍匐撤离的办法。

烟气较空气轻而飘于上部，贴近地面撤离是避免烟气吸入、滤去毒气的最佳方法。

穿过烟火封锁区，应配戴防毒面具、头盔、阻燃隔热服等护具，如果没有这些护具，那么可向头部、身上浇冷水或用湿毛巾、湿棉被、湿毯子等将头、身裹好，再冲出去。

请记住：

多件防护工具在手，总比赤手空拳好。

第六诀：

火已及身，切勿惊跑。

火场上的人如果发现身上着了火，千万不可惊跑或用手拍打。

当身上衣服着火时，应赶紧设法脱掉衣服或就地打滚，压灭火苗；能及时跳进水中或让人向身上浇水、喷灭火剂就更有效了。

请记住：

就地打滚虽狼狈，烈火焚身可免除。

第4章结论

 近年来，我国煤矿的防灭火技术与手段已经有了较大的发展和提高。

但面对井下复杂的是实际情况，在消灭和控制火区的过程中，一定要从理论与实际中和考虑，因地制宜，采用几种防灭火技术和材料综合作用，关键是要分析煤炭自然的发生发展状况、位置及根据矿井的实际条件，选择合适的技术和手段综合灭火，只有这样，才能更有效的控制和消灭火区，为正常的煤矿安全生产提供保障。

与此同时，还要加大矿井灭火资金的投人和严格的措施管理。

这样才能使矿井防灭技术和管理再上一个新的台阶。

随着煤炭工业技术的发展和新的防灭火问题的出现，这些技术还存在一些不足。

为了充分发挥现有防灭火技术的优点，可服其缺点，我们还需要在此基础上继续开发研制新的防灭火技术和材料。

参考文献

[1]东兆星吴士良井巷工程中国矿业大学出版社2004

[2]钱鸣高刘听成矿山压力及控制煤炭工业出版社1991

[3]陈炎光钱鸣高中国煤矿巷道围岩控制中国矿业大学出版社1994

[4]左秀峰高产高效矿井与深井的开拓部署及决策支持系统徐州中国矿业大学出版社2000

[5]徐永新煤矿开采学徐州中国矿业大学出版社1991

[6]董小石煤矿深部开采可能出现的问题探讨煤矿设计1998

致谢

历时一个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。

老师她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。

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