《通风安全学》火灾防治课件

通 风 安 全 学 火灾防治通 风 安 全 学 火灾防治第十章 矿井火灾防治本章的主要内容 掌握火灾的定义及分类；理解物质燃烧的充要必要条件；了解外因火灾的预防；掌握煤炭自燃条件及影响自然发火的因素；了解火灾预测及预报的方法；开采技术的防火措施；常用的防灭火措施；火灾时期通风与矿井火灾处理与控制。本章的重点与难点 1、煤炭自燃理论；2、煤炭自燃预测预报；3、防灭火技术 4、均压防灭火；5、火灾时期风流控制第十章 矿井火灾防治本章的主要内容第十章 矿井火灾防治第一节 概述第二节 矿井外因火灾及其预防第三节 煤炭自燃的理论基础第四节 矿井火灾预测和预报第五节 开采技术防火措施第六节 灌浆与阻化剂防灭火第七节 均压防灭火第八节 惰气防灭火第九节 矿井火灾时期通风第十节 矿井火灾处理与控制第十章 矿井火灾防治第一节 概述一、火灾与矿井或煤田火灾的概念 火灾统计管理规定：凡失去控制并对财产和人身造成损失的燃烧现象都为火灾。广义地说，凡是超出有效范围的燃烧称为火灾。火灾是工伤事故类别中的一类事故。在消防工作中有火灾和火警之分，两者都是超出有效范围的燃烧，当人员和财产损失较小时称为火警。在矿井或煤田范围内发生，威协安全生产、造成一定资源和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故，称之为矿井或煤田火灾。第一节 概述一、火灾与矿井或煤田火灾的概念 第一节 概述二、矿井火灾的构成要素 矿井火灾发生的原因虽是多种多样，但构成火灾的基本要素归纳起来有热源、可燃物、氧气三个方面，俗称火灾三要素。(一)热源 具有一定温度和足够热量的热源才能引起火灾。在矿井中，煤的自燃、瓦斯煤尘爆炸、放炮作业、机械摩擦、电流短路、吸烟、烧焊以及其他明火等都可能成为引火源。(二)可燃物 在煤矿矿井中，煤本身就是个大量而且普遍存在的可燃物。另外，坑木、各类机电设备、各种油料、炸药等都具有可燃性。可燃物的存在是火灾发生的基础。第一节 概述二、矿井火灾的构成要素第一节 概述二、矿井火灾的构成要素 (三)空气 燃烧就是剧烈的氧化现象，空气的供给是维持燃烧不可缺少的条件。实验证明，在氧浓度为3的空气环境里，燃烧不能维持。以上介绍的火灾三要素必须是同时存在，相互配合，而且达到一定的数量，才能引起矿井火灾。第一节 概述二、矿井火灾的构成要素第一节 概述三、矿井火灾的类型及其特性 、按引火原因分类 1）内因(自燃)火灾 自燃物在一定的外部(适量的通风供氧)条件下，自身发生物理化学变化，产生并积聚热量，使其温度升高，达到自燃点而形成的火灾称之为内因火灾。在煤矿中自燃物主要是具有自燃倾向性的煤炭。自燃火灾大多发生在采空区、遗留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的高冒以及浮煤堆积的地点。自燃火灾具有发生和发展缓慢、须经历一段时间、有预兆和火源比较隐蔽等特点。第一节 概述三、矿井火灾的类型及其特性第一节 概述三、矿井火灾的类型及其特性 、按引火原因分类 2）外因火灾 多发生在井口房、井筒、井底车场、石门及机电硐室和有机电设备的巷道等地点。外因火灾具有火源明显、发生突然、来势凶猛等特点，若发现不及时，则可能酿成重大事故。由于外因火灾往往是由表及里进行的，若发现及时，还是容易扑灭的。矿井外因火灾所占的比重一般都比较小。第一节 概述三、矿井火灾的类型及其特性第一节 概述三、矿井火灾的类型及其特性 、消防分类 类火灾，煤炭、木材、橡胶、棉、毛、麻等含碳的固体可燃物质 类火灾，指汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、丙酮等可燃液体 类火灾，指煤气、天燃气、甲烷、乙炔、氢气等可燃气体。类火灾，象钠、钾、镁等可燃金属燃烧形成的火灾。第一节 概述三、矿井火灾的类型及其特性第一节 概述三、矿井火灾的类型及其特性 3、其他分类方法 还有按火源特性，可分为原生火灾与再生火灾；按可燃物状态分类，可分为阴燃火灾与和明火火灾；按发火地点的不同分类，可分为井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、煤柱火灾、采空区火灾、硐室火灾；按燃烧物的不同分类，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、煤炭自燃火灾等。第一节 概述三、矿井火灾的类型及其特性第一节 概述三、防灭火研究的内容 煤矿火灾防治是一项系统工程，其理论与技术的研究内容应围绕一个目标和三个问题。一个目标是：防止矿井火灾发生，对于已发生的火灾要防止其扩大，并最大限度地减小火灾中的人员伤亡和经济损失。第一节 概述三、防灭火研究的内容第一节 概述三、防灭火研究的内容 煤矿火灾防治是一项系统工程，其理论与技术的研究内容应围绕一个目标和三个问题。三个问题是：一、火灾是如何发生的？其内容主要是研究矿井火灾的类型及其产生的原因、条件以及各类火灾的发生过程和特点，这是防灭火的理论基础；二、如何防止火灾发生？包括火源预测、火灾预防和预报技术；三、火灾发生后如何进行及时而有效地控制和处理？第一节 概述三、防灭火研究的内容第一节 概述一、物质燃烧的充要条件 燃烧：可燃物与氧化剂两组分在空间发生化学反应的过程。放热、发光和有新物质生成是燃烧反应的三个特征，是区别燃烧和非燃烧现象的依据。、必要条件-可燃物、助燃物、高温能量或火源。、充分条件-三个必要条件同时存在，互相作用；Q生Q散 3、煤矿常见的外因火源主要有以下几种：电能热源、摩擦热、放明炮、糊炮等、明火（高温焊碴、吸烟）第二节 矿井外因火灾及其预防一、物质燃烧的充要条件 第二节 矿井外因火灾及其预防二、外因火灾的预防 1、我国的消防方针-预防为主，消防结合 2、防火对策-矿井火灾的防治可以采取下列“三”对策：）技术(Engineering)对策 (1)灾前对策-防止起火、防止火灾扩大 (2)灾后对策-报警、控制、灭火、避难 ）教育（Education）对策-知识、技术、态度 ）管理（法制(Enforcement）对策-制定各种规程、规范和标准，且强制性执行。第二节 矿井外因火灾及其预防二、外因火灾的预防第二节 矿井外因火灾及其预防三、预防外因火灾的技术措施 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。第二节 矿井外因火灾及其预防三、预防外因火灾的技术措施 第二节 矿井外因火灾及其预防三、预防外因火灾的技术措施（一）防止火灾产生 1、防止失控的高温热源产生和存在。按煤矿安全规程及其执行说明要求严格对高温热源、明火和潜在的火源进行管理。2、尽量不用或少用可燃材料，不得不用时应与潜在热源保持一定的安全距离。3、防止产生机电火灾。4、防止摩擦引燃：(1)防止胶带摩擦起火。胶带输送机应具有可靠的防打滑、防跑偏、超负荷保护和轴承温升控制等综合保护系统；(2)防止摩擦引燃瓦斯。5、防止高温热源和火花与可燃物相互作用。第二节 矿井外因火灾及其预防三、预防外因火灾的技术措施 第二节 矿井外因火灾及其预防三、预防外因火灾的技术措施（二）防止火灾蔓延的措施 限制已发生火灾的扩大和蔓延，是整个防火措施的重要组成部分。火灾发生后利用已有的防火安全设施，把火灾局限在最小的范围内，然后采取灭火措施将其熄灭，对于减少火灾的危害和损失是极为重要的。其措施有：1、在适当的位置建造防火门，防止火灾事故扩大。2、每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库。3、每一矿井必须在地面设置消防水池，在井下设置消防管路系统。4、主要通风机必须具有反风系统或设备，反风设施并保持其状态良好。第二节 矿井外因火灾及其预防三、预防外因火灾的技术措施 第二节 矿井外因火灾及其预防一、煤炭自然机理 主要的有黄铁矿作用学说、细菌作用学说、酚基作用学说以及煤氧化合学说等。随着科学技术的进步和生产的发展，人们发现虽然在高变质富含黄铁矿的煤层发生自燃，但完全不含黄铁矿的煤也发生自燃；煤即使在真空中让细菌充分死亡的条件下，其自然发火危险性也未降低，这说明用黄铁矿作用假说和细菌作用假说解释煤的自然发火现象是不完备的。酚基作用假说认为：煤中不饱和的化合物与空气中氧的作用，是引起煤炭自燃的主要原因。有人认为酚基作用假说实际上是煤氧复合作用，或者是煤氧作用假说的补充。目前，煤氧复合作用假说已被较多的人们所接受。第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理 按照煤氧化合学说，煤的自燃过程一般可分为四个阶段：潜伏（准备）期 自热期 自燃期 熄灭期第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理 1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。煤自燃的准备阶段即煤的低温氧化过程。潜伏阶段的特征是；煤的表面生成不稳定的氧化物（OH、COOH等），氧化放出的热量很少，能及时放散，煤温和巷道空气气温不变，但煤重略有增加。煤被活化（化学活性增加），煤的着火温度降低准备阶段的长短取决于煤的变质程度和外部条件，如褐煤几乎没有准备阶段，而烟煤则需要一个相当长的准备阶段。第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理 2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。当温度超过临界温度6080时，煤温急剧憎加，氧化加剧。其特点是：氧化放热较大，煤温及其环境(风，水、煤壁)温度升高：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；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，即出现所谓“挂汗”现象：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，不会再发生自然。第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理 3、燃烧期 煤温达到其自燃点后（褐煤250度，烟煤300350，贫瘦煤、无烟煤650800），若能得到充分的供氧(风)，则发生燃烧，出现明火。其主要特征：空气中氧含量显著减少，CO2的含量倍增，同时由于燃烧不完全和CO2受热分解，而产生更多的CO，巷道中出现浓烈的火灾气味和烟雾。若煤温达到自燃点，但供风不足，则只有烟雾而无明火，此即为干馏或阴燃。煤炭干馏或阴燃与明火燃烧稍有不同，CO多于CO2，温度也较明火燃烧要低。第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理 4、熄灭期 及时发现，采取有效的灭火措施，煤温降至燃点以下，燃烧熄灭。从煤的自燃发展过程可见：煤自燃实质是其自身氧化速度加速的过程，其氧化速度之快，以致产生的热量来不及向外界放散，而导致了自燃。煤的氧化进程既可在常温下发生，也可在高温下迸行，伴随氧化过程的发展其周围空气中的氧含量必然降低。第三节 煤炭自燃的理论基础一、煤炭自然机理第三节 煤炭自燃的理论基础二、煤的氧化特性 1、所有品种煤在常温下都吸氧，但吸氧速度不同。2、煤的吸氧速度与所在空气中的氧浓度成正比，3、在温度不变条件下，吸氧速度常数随时间按指数规律衰减。、吸氧速度常数与煤自身温度之间符合幂函数关系 、煤在氮气中加热后再冷却可使它的活性增加，并有重新恢复到原有活性的可能。、吸氧速度常数与粒度之间成复杂关系。第三节 煤炭自燃的理论基础二、煤的氧化特性第三节 煤炭自燃的理论基础三、自燃发火与自燃发火期 自燃发火：有自燃倾向性的煤层被开采破碎后在常温下与空气接触发生氧化，产生热量使其温度升高，出现发火和冒烟的现象。在矿井防灭火规范中规定出现下列现象之一，即为自然发火。(1)煤因自燃出现明火、火炭或烟雾等现象；(2)由于煤炭自热而使煤体、围岩或空气温度升高至70以上；(3)由于煤炭自热而分解出CO、C2H4(乙烯)或其它指标气体，在空气中的浓度超过预报指标，并呈逐渐上升趋势。第三节 煤炭自燃的理论基础三、自燃发火与自燃发火期第三节 煤炭自燃的理论基础三、自燃发火与自燃发火期 自燃发火期：从煤层被开采破碎接触空气之日起，至出现自燃现象或温度上升至燃点为止所经历时间。以月或天为单位。自然发火期等于潜伏期和自热阶段。它是煤炭自然发火危险程度在时间上的度量，发火期越短的煤层自然发火危险程度越大。据调查，煤炭自然发火期最短的只有十几天，最长者可达数年。第三节 煤炭自燃的理论基础三、自燃发火与自燃发火期第三节 煤炭自燃的理论基础四、煤炭自条件 (1)有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态，堆积厚度一般要大于0.4m。(2)有较好的蓄热条件。空气流动速度的大小，是氧化热量能否积聚的重要条件。在采空区内如果渗流速度太大，热量则不能积聚，不易形成煤炭自燃。如果渗流速度过低，则会供氧不足，氧化非常缓慢，也不能形成自燃。煤炭自燃都是在风速比较适中的情况下发生的。大量事实证明，在采空区内，当风速由高变低或由低变高的区域，往往是容易发生煤炭自燃的区域。第三节 煤炭自燃的理论基础四、煤炭自条件第三节 煤炭自燃的理论基础四、煤炭自条件 (3)有适量的通风供氧。通风是维持较高氧浓度的必要条件，是保证氧化反应的前提。实验表明，氧浓度15时，煤炭氧化方可较快进行。(4)上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。上述四个条件缺一不可，前三个条件是煤炭自燃的必要条件，最后一个条件是充分条件。上述四个条件中，第一条是最根本的，是内因，是煤的内部特性，取决于成煤物质和成煤条件，表示煤与氧相互作用的能力。当研究同一煤层的不同开采方法对自然发火的影响时，则要着重分析形成煤炭自燃的外界条件。第三节 煤炭自燃的理论基础四、煤炭自条件第三节 煤炭自燃的理论基础 五、影响煤炭自然发火的因素 1、煤的自燃性能 1）煤的分子结构：研究表明，煤的氧化能力主要取决于含氧官能团多少和分子结构的疏密程度。2）煤化程度：煤的自燃倾向性随煤化程度增高而降低。3）煤岩成分：氧化能力：镜煤亮煤暗煤丝炭 4）煤中的瓦斯含量：它类似用惰性气体稀释空气对氧化发生的影响 5）水分：既有加速氧化的一面，也有阻滞氧化的因素。6）煤中硫和其它矿物质：煤中含有的硫和其它催化剂，则会加速煤的氧化过程。第三节 煤炭自燃的理论基础 五、影响煤炭自然发火的因素第三节 煤炭自燃的理论基础 五、影响煤炭自然发火的因素 2、开采技术 矿井的开拓方式、采区巷道布置、回采方法和回采工艺、通风系统和技术管理等开采技术和管理水平，对自然发火起决定性影响。1）矿井开拓方式和采区巷道布置。2）回采方法和回采工艺，但其决定的因素是回采率和工作面推进速度第三节 煤炭自燃的理论基础 五、影响煤炭自然发火的因素第三节 煤炭自燃的理论基础3、影响采空区自燃的因素）采空区三带划分 对于后”U”通风系统(一源一汇)的采空区，按漏风风速、采空区氧气浓度、采空区遗煤温升速度和遗煤发生自燃的可能性采空区可分为三带：散热带（）自燃带（）窒息（不自燃）带（）L1L2W第三节 煤炭自燃的理论基础3、影响采空区自燃的因素L1L2W第三节 煤炭自燃的3、影响采空区自燃的因素）采空区三带划分 散热带：L1=520m，该带顶板冒落的岩石处于松散堆积状态，孔隙多且大，漏风强度大，Q生Q散，热量容易聚集，有可能导致自燃。窒息（不自燃）带：该带漏风风流基本消失，氧气浓度进一步下降，氧化停止。第三节 煤炭自燃的理论基础3、影响采空区自燃的因素第三节 煤炭自燃的理论基础3、影响采空区自燃的因素）采空区三带划分划分三带的指标有三种：采空区漏风风速V（V0.9m/s为散热带；0.9V0.02m/s为自燃带；V0.02m/s为窒息带。）；采空区氧浓度（C）分布（认为C8%为窒息带，C8%为自燃带）；采空区遗煤温升速度（dt1/d为自燃带）。由于缺少深入的理论研究和试验结果，此指标目前尚难以应用。第三节 煤炭自燃的理论基础3、影响采空区自燃的因素第三节 煤炭自燃的理论基础3、影响采空区自燃的因素）采空区遗煤自燃的条件及其影响因素 设自燃带的最大宽度为L1+L2，工作面的推进速度为V，自然发火期为S，在自燃带内煤暴露于空气的最长时间为(月)，则 (L1+L2)/V 当:S时，可能发生自燃。第三节 煤炭自燃的理论基础3、影响采空区自燃的因素第三节 煤炭自燃的理论基础4、漏风 在煤炭氧化过程的热平衡关系中，漏风起两方面的作用：(1)向煤提供氧化所必须的氧气，促进氧化发展；(2)带走氧化生成的热量，降低煤温，抑制氧化过程发展。苏联学者等研究表明，采空区及煤柱的漏风强度在0.10.24 m3/(min.m2)时容易自然发火。有的作者认为不会导致自燃的极限风速低于0.020.05 m3/min；封闭采空区密闭墙漏风压差在300Pa、漏风强度在.021.2m3/min时容易自然发火的。因此，把风速控制在易燃风速区之外，是从通风的角度预防自然发火的原则。第三节 煤炭自燃的理论基础4、漏风第三节 煤炭自燃的理论基础5、地质因素 (1)煤层倾角和厚度。厚煤层和急倾斜煤层容易发生自燃。这是因为开采厚煤层和急倾斜煤层时，煤炭回采率低，采区煤柱易遭破坏，采空区不易封严所致。(2)地质构造。在有地质构造的地区，自燃危险性加剧。因为这些地区煤质松碎，有大量裂隙，从而增加了煤的氧化活性、供氧通道和氧化表面积。(3)开采深度。煤层赋存太深或太浅都会增加自然发火的危险性。煤层埋藏深度大，地压和煤体的原始温度增高，煤内自然水分少，危险性增加；但埋藏太浅时，容易形成和地表沟通的裂隙，造成采空区有较大的漏风，也容易形成自燃。第三节 煤炭自燃的理论基础5、地质因素第三节 煤炭自燃的理论基础 自燃发火的预测技术是指在煤处于低温氧化阶段(即潜伏期)，还未出现自然发火征兆之前，仅根据煤的氧化放热特性和实际开采条件，超前判断松散煤体自燃的危险程度、自然发火期及易自燃区域的一种技术。根据煤田地质勘探或在矿井开采的过程中，所采集的煤样的分析化验结果和自然发火的统计资料，判定待开采煤层的自燃严重程度及其在空间上的分布规律，为有针对性制定防灭火措施提供可靠的依据。第四节 矿井火灾预测和预报 自燃发火的预测技术是指在煤处于低温氧化阶段(即潜伏一、煤层自燃倾向性的鉴定方法 1、我国从50年代开始采用苏联的方法，即着火温度降低值法，也叫T法，一直沿用到80年代初，没有新的发展。2、1987年抚顺分院提出了一种新的步入现代水平的方法双气路气相色谱仪吸氧鉴定法，使用的仪器为ZRJ-l型煤自燃倾向性检测仪。该法已于1987年通过部级鉴定，现已列入煤矿安全规程，1992年版的煤矿安全规程执行说明规定采用吸氧量法。3、双气路气相色谱仪吸氧鉴定法，就是用现代色谱技术，在流动空气状态下测定煤在低温下的吸氧能力（量和速度），作为指标来判别煤的自燃倾向性。此法工艺简单，快速且数据精确可靠，且能保持与煤在井下自燃的条件更为相似。第四节 矿井火灾预测和预报一、煤层自燃倾向性的鉴定方法第四节 矿井火灾预测和预报 采用双气路气相色谱仪吸氧鉴定法，在30常压下吸氧量，按煤的吸氧能力将其分为三类。等级自燃倾向等级褐煤、烟煤高硫煤、无烟煤硫含量容易自燃0.81.02.0%自燃0.410.790.81.02.0%不易自燃0.410.8上限，(3)主通风机成为阻力；3)反风-(1)全矿反风；(2)区域性反风；(3)局部反风 4)风流短路-进风系统 第九节 矿井火灾时期通风四、灾变时期风流控制 第九节 矿井火灾时期通风一、灭火原理 灭火是破坏燃烧三个条件同时存在和消除燃烧三个条件（之一、之二或全部）的过程。灭火的实质就是把正在燃烧体系内的物质冷却，将其温度降低到燃点之下，使燃烧停止。灭火原理：）冷却，把燃烧物质的温度降低到燃点以下。）隔离和窒熄，使燃烧反应体系与环境隔离，抑制参加反应的物质。）稀释，降低参加反应物(液、气体）的浓度。）中断链反应。第十节 矿井火灾处理与控制一、灭火原理第十节 矿井火灾处理与控制一、灭火原理 现代燃烧理论认为，燃烧反应是由于可燃物分解成游离状态的自由基与氧原子相结合，发生链反应后才能形成的。因此，阻止链反应发生或不使自由基与氧原子结合，就可以抑制燃烧，达到灭火目的。在实际灭火中，是以上几种原理的综合应用。灭火就其方法而言，可分为直接灭火、隔离灭火和联合灭火三大类。第十节 矿井火灾处理与控制一、灭火原理第十节 矿井火灾处理与控制二、直接灭火 采用灭火剂或挖出火源等方法把火直接扑灭，称谓直接灭火法。（一）常用灭火剂及其使用方法 可用于扑灭火源的物质，称为灭火剂。常用的灭火剂有水、泡沫、干粉、二氧化碳、四氯化碳、卤代烷、惰气、砂子和岩粉等。、水 水是不燃液体，是消防上常用的灭火剂之一。使用方法有水射流和水幕两种形式。第十节 矿井火灾处理与控制二、直接灭火 第十节 矿井火灾处理与控制二、直接灭火 （一）常用灭火剂及其使用方法2、泡沫 泡沫是一种体积小，表面被液体围成的气泡群。泡沫的比重小，且流动性好，可实现远距离立体灭火，具有持久性和抗燃烧性，导热性能低，粘着力大。泡沫复盖在火源周围，形成严密的复盖层，并能保持一定时间，使燃烧区与空气隔绝，具有窒息作用；复盖层具有防辐射和热量向外传导作用；泡沫中的水份蒸发可以吸热降温，起到冷却作用。泡沫灭火剂可分为化学泡沫灭火剂和空气泡沫灭火剂两类。第十节 矿井火灾处理与控制二、直接灭火 第十节 矿井火灾处理与控制 2、泡沫1）化学泡沫灭火剂 化学泡沫灭火剂是由两种化学泡沫粉与水混合后发生化学反应而生成的水溶液，经发泡机后形成。化学泡沫灭火剂对扑灭石油和石油产品以及其他油类火灾十分有效。但不宜用于扑灭醇类、醚类和酮类等水溶液的火灾以及电器火灾。化学泡沫灭火剂的性能好，但成本高。第十节 矿井火灾处理与控制 2、泡沫第十节 矿井火灾处理与控制 2、泡沫 2）高倍空气泡沫 空气泡沫可分为普通蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、抗溶性泡沫以及中倍泡沫和高倍泡沫多种。高倍泡沫（发泡倍数在500-10000之间）主要用于火源集中、泡沫易堆积场合的火灾，如井下巷道、采掘工作面、室内仓库和机场设施等处火灾。其使用方法是:灭火时自先要在火源上风侧的巷道内构筑密闭墙，发泡口安装在密闭墙上，然后发泡，在巷道内形成一个泡沫塞向火源移动，扑灭火源。在盲巷或掘进工作面发火时，可以利用风筒输送泡沫。第十节 矿井火灾处理与控制 2、泡沫第十节 矿井火灾处理与控制3、干粉 干粉灭火剂应用范围较广。常用的干粉灭火剂有钠盐干粉、氨基干粉以及用磷酸盐为基料的干粉。其中以氨基干粉灭火效果最好，磷酸盐干粉应用最多。干粉灭火的原理是：干粉靠加压气体的压力从喷嘴内喷出，形成一股雾状气流，射向燃烧物，接触火焰和高温后.受热分解，吸热并放出不燃气体（NH3和H2O（g），可以稀释火区范围内的氧浓度；干粉及其热解产物可抑止碳氢自由基生成，破坏燃烧链反应；细的粉沫在高温作用下溶化、胶结，形成覆盖层具有良好的“热帐”作用。第十节 矿井火灾处理与控制3、干粉第十节 矿井火灾处理与控制3、干粉 干粉灭火剂可以扑灭A、B、C、D类和电气火灾，常见的灭火器有：（1）灭火手雷。将干粉灭火剂装在成型的容器中，其结构如图9所示。使用时打开护盖，拉开拉火雷管后，立即抛向火源，借助拉火雷管和炸药的爆炸力，将干粉撤在燃烧物上。爆炸安全距离8m。抛出后人要躲在临时屏障（如风筒布）后面。（2）喷粉灭火器。这种灭火器以N2或液态CO2为动力，将干粉喷射到燃烧物上。第十节 矿井火灾处理与控制3、干粉第十节 矿井火灾处理与控制4、卤代烃灭火剂 常用的卤代烃灭火剂是用氟、氯、溴取代甲烷和乙烷中的氢而成，因此也叫卤代烷灭火剂。灭火原理：在氮气的压力作用下，灭火剂立即成雾状喷出。形成比重大、扩散慢的气体，能在较长时间内滞留在火区内。其作用是降低火区氧浓度之外，中断链反应，阻止燃烧，并兼有一定窒息和冷却作用。5、砂子和岩粉 砂子和岩粉在煤矿广泛应用于扑灭电气火灾。第十节 矿井火灾处理与控制4、卤代烃灭火剂第十节 矿井火灾处理与控制（二）消除可燃物 直接灭火除了向火源喷射灭火剂以外，在有些条件下还可以清除可燃物，消除燃烧的物质基础。煤矿常用的是挖除火源。（三）用凝胶处理高温点和自燃火源 凝胶是近年来应用于煤矿井下防灭火较为广泛的材料，由基料（硅酸盐（水玻璃）+促凝剂（碳酸氢氨等盐类）+水（90%左右）组成。灭火原理：凝胶基料和促凝剂都具有阻化作用，加之含有大量水份，在一定的压力下，注入到高温点周围的煤体中。在成胶前凝胶易于流动，能够渗透到煤体碎裂的内部。既可起到阻止氧化作用，又可封堵漏风（裂隙）通道，防止漏风渗入；其内固聚的大量水份，遇高温受热蒸发，还可以起到吸热降温作用。第十节 矿井火灾处理与控制（二）消除可燃物第十节 矿井火灾处理与控制（四）灌浆灭火 灌浆灭火是煤矿井下常用的一种灭火方法。灌浆灭火的方法因火源位置而异。常用的方法有：井下巷道（钻窝）打钻灌浆、在火区密闭墙上插管灌浆和地面钻孔注浆三种。第十节 矿井火灾处理与控制（四）灌浆灭火第十节 矿井火灾处理与控制三、隔绝灭火 当火源不能直接将火扑灭时，为了迅速控制火势，使其熄灭，可在通往火源的所有巷道内砌筑密闭墙，使火源与空气隔绝。（一）密闭墙的结构和种类 分为：临时密闭、永久密闭和防爆密闭三种。第十节 矿井火灾处理与控制三、隔绝灭火第十节 矿井火灾处理与控制三、隔绝灭火（一）密闭墙的结构和种类 、临时密闭墙 其作用是暂时切断风流，控制火势发展。为砌筑永久密闭墙或直接灭火创造条件。2、永久密闭墙 较长时间地（至火源熄灭为止）阻断风流，使火区因缺氧而熄灭。其要求是具有较高的气密性、坚固性和不燃性，同时又要求便于砌筑和启开。、防爆密闭墙 在有瓦斯爆炸危险时，需要构筑防爆密闭，以防止封闭火区时发生瓦斯爆炸。防爆密闭墙一般是用砂袋堆砌而成。第十节 矿井火灾处理与控制三、隔绝灭火第十节 矿井火灾处理与控制（二）密闭墙的位置选择 密闭墙的位置选择合理与否不仅影响灭火效果，而且决定施工安全性。封闭火区的原则是：密、小、少、快四字。密是指密闭墙要严密，尽量少漏风；小是指封闭范围要尽量小；少是指密闭墙的道数要少；快是指封闭墙的施工速度要快。第十节 矿井火灾处理与控制（二）密闭墙的位置选择第十节 矿井火灾处理与控制（三）封闭火区的顺序 目前基本上有两种：一是先进后回；二是先回后进；三是进回同时。第一、三种方法采用较多，第二种方法较少采用。第十节 矿井火灾处理与控制火（三）封闭火区的顺序第十节 矿井火灾处理与控制火四、封闭火区的方法封闭火区的方法分为三种：1、锁风封闭火区。从火区的进回风侧同时密闭，封闭火区时不保持通风。这种方法适用于氧浓度低于瓦斯爆炸界线(O212%)的火区。、通风封闭火区。在保持火区通风的条件下，同时构筑进回风两侧的密闭。、注惰封闭火区。第二、三种方法，即封闭火区时保持通风的方法在国内外被认为是最安全和最正确的方法，应用较广泛。第十节 矿井火灾处理与控制四、封闭火区的方法第十节 矿井火灾处理与控制五、扑灭和控制不同地点火灾的方法 （一）井口和井筒火灾 （1）进风井口建筑物发生火灾时，应采取防止火灾气体及火烟侵入井下的措施：迅速扑灭火源。立即反转风流或关闭井口防火门，必要时停止主要通风机。（2）进风井筒中发生火灾时，为防止火灾气体侵入井下巷道。必须采取反风或停止主要通风机运转的措施。第十节 矿井火灾处理与控制五、扑灭和控制不同地点火灾的方法第十节 矿井火灾处理与控制五、扑灭和控制不同地点火灾的方法 （一）井口和井筒火灾（3）回风井筒发生火灾时，风流方向不应改变。为了防止火势增大，应减少风量。其方法是控制入风防火门，打开通风机风道的闸门，停止通风机或执行抢救指挥部决定的其他方法（以不能引起可燃气体浓度达到爆炸危险为原则）。必要时，撤出井下受危及的人员。当停止主要通风机时，应注意火风压可能造成的危害。多风井通风时，发火灾区所在的回风井的主要通风机不得停止。（4）竖井井筒发生火灾时，不管风流方向如何，应用喷水器自上而下地喷洒。确保救护队员生命安全时，才允许派遣救护队进入井筒从上部灭火。第十节 矿井火灾处理与控制五、扑灭和控制不同地点火灾的方法第十节 矿井火灾处理与控制（二）井底火灾 （1）当进风井井底车场和毗连硐室发生火灾时，必须进行反风或风流短路，不让火灾气体侵入工作区。（2）回风井井底发生火灾时，应保持正常风向，在可燃性气体不会聚集到爆炸限度的前提下，可减少流入火区的风量。（3）为防止混凝土支架和砌碹巷道上面木垛燃烧，可在碹上打眼或破碹，设水幕。第十节 矿井火灾处理与控制（二）井底火灾第十节 矿井火灾处理与控制（三）井下硐室火灾 （1）着火硐室位于矿井总进风道时，应反风或风流短路。（2）着火硐室位于矿井一翼或采区进回风所在的去两巷道的连接处时，则在可能的情况下，采取短路通风，条件具备时也可采用局部反风。（3）火药库着火时，应首先将雷管运出，然后将其他爆炸材料运出，如因高温运不出时，则关闭防火门，退往安全地点。（4）绞车房着火时，应将火源下方的矿车固定，防止烧断钢丝绳，造成跑车伤人。（5）蓄电池机车库着火时，为防止氢气爆炸，应切断电源，停止充电。加强通风并及时把蓄电池运出硐室。（6）无防火门的硐室发生火灾时，应采取挂风障控制入风，积极灭火。第十节 矿井火灾处理与控制（三）井下硐室火灾第十节 矿井火灾处理与控制（四）通风巷道火灾 （1）倾斜进风巷道发生火灾时，必须采取措施防止火灾气体侵入有人作业的场所，特别是采煤工作面。为此可采取风流短路或局部反风、区域反风等措施。（2）火灾发生在倾斜上行回风风流巷道，则保持正常风流方向。在不引起瓦斯积聚的前提下应减少供风。（3）扑灭倾斜巷道下行风流火灾，必须采取措施，增加入风量，减少回风风阻、防止风流逆转，但决不允许停止通风机运转。（4）在倾斜巷道中，需要从下方向上灭火时，应采取措施防止冒落岩石和燃烧物掉落伤人，如设置保护吊盘、保护隔板等护身设施。第十节 矿井火灾处理与控制（四）通风巷道火灾第十节 矿井火灾处理与控制（四）通风巷道火灾 （5）在倾斜巷道中灭火时，应利用中间联络巷和行人巷接近火源。不能接近火源时，则可利用矿车、箕斗，将喷水器下到巷道中灭火，或发射高倍数泡沫、惰气进行远距离灭火。（6）位于矿井或一翼总进风道中的平巷、石门和其他水平巷道发生火灾时，要选择最有效的通风方式（反风、风流短路、多风井的区域反风和正常通风等）以便救人和灭火。在防止火灾扩大采取短路通风时，要确保火灾有害气体不致逆转。（7）在采区水平巷道中灭火时，一般保持正常通风，根据瓦斯情况增大或减少火区供风。第十节 矿井火灾处理与控制（四）通风巷道火灾第十节 矿井火灾处理与控制（五）采煤工作面火灾 一般要在正常通风的情况下进行灭火，且必须做到：（1）从进风侧进行灭火，要有效地利用灭火器和防尘水管。（2）急倾斜煤层采煤工作面着火时，不准在火源上方灭火，防止水蒸气伤人；也不准在火源下方灭火，防止火区塌落物伤人；要从侧面（即工作面或采空区方向）利用保护台板和保护盖接近火源灭火。（3）采煤工作面瓦斯燃烧时，要增大工作面风量，并利用干粉灭火器、砂子、岩粉等喷射灭火。（4）在进风侧灭火难以取得效果时，可采取局部反风，从回风侧灭火，但进风侧要设置水幕，并将人员撤出。（5）采煤工作面回风巷着火时，必须采取有效方法，防止采空区瓦斯涌出和积聚。（6）用上述方法无效时，应采取隔绝方法和综合方法灭火。第十节 矿井火灾处理与控制（五）采煤工作面火灾第十节 矿井火灾处理与控制（六）独头巷道火灾 （1）要保持独头巷道的通风原状，即风机停止运转的不要随便开启，风机开启的不要盲目停止。（2）如发火巷道有爆炸危险，则不得入内灭火，而要在远离火区的安全地点建筑密闭墙。第十节 矿井火灾处理与控制（六）独头巷道火灾第十节 矿井火灾处理与控制（六）独头巷道火灾 （3）扑灭独头巷道火灾时，必须遵守下列规定：火灾发生在煤巷迎头、瓦斯浓度不超过2时，可在通风的情况下采用干粉灭火器、水等直接灭火。灭火后，必须仔细清查阴燃火点，防止复燃。如瓦斯浓度超过2且仍在继续上升，要立即把人员撤到安全地点，远距离进行封闭。火灾发生在煤巷的中段时，灭火过程中必须检测流向火源的瓦斯浓度，防 止瓦斯经过火源点，如果情况不清应远距离封闭。若火灾发生在上山中段时，不得直接灭火，要在安全地点进行封闭。上山煤巷发生火灾时，不管火源在什么地点，如果局部通风机已经停止运转，在无需救人时，严禁进入灭火或侦察，而要立即撤出附近人员，远距离进行封闭。火源在下山煤巷迎头时，若火源情况不清，一般不要进入直接灭火，应进行封闭。第十节 矿井火灾处理与控制（六）独头巷道火灾第十节 矿井火灾处理与控制本章的主要内容及要求 掌握火灾的定义及分类；理解物质燃烧的充要必要条件；了解外因火灾的预防；掌握煤炭自燃条件及影响自然发火的因素；了解火灾预测及预报的方法；开采技术的防火措施；常用的防灭火措施；火灾时期通风与矿井火灾处理与控制。本章的重点与难点 1、煤炭自燃理论 2、煤炭自燃预测预报 3、防灭火技术 4、均压防灭火 5、火灾时期风流控制作业 1、3、4、8、9、10、14、15、17、20、22本章小结本章的主要内容及要求本章小结132Thank you!132Thank you!