矿井火灾.ppt

中矿大银川学院中矿大银川学院安全教研室安全教研室n第一节第一节 概述概述n第二节第二节 外因火灾外因火灾 -重点重点n第三节第三节 内因火灾内因火灾 -重点重点n第四节第四节 内因火灾的预防内因火灾的预防-重点重点n第五节第五节 矿内火灾矿内火灾概述概述n 1 矿井火灾矿井火灾：是指发生在矿井井下或地面井口：是指发生在矿井井下或地面井口附近、威胁矿井安全生产、形成灾害的一切非控附近、威胁矿井安全生产、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。制燃烧，是煤矿生产中的主要自然灾害之一。n 矿井火灾危害：火灾的的发生和发展矿井火灾危害：火灾的的发生和发展 烧毁大烧毁大量的煤炭资源和设备量的煤炭资源和设备，而且，而且产生大量的高温烟流产生大量的高温烟流和有害气体和有害气体，危及井下，危及井下工作人员的生命安全工作人员的生命安全，有，有时还时还诱发瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大其灾难性。诱发瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大其灾难性。n 概述概述n矿井火灾矿井火灾按引火热源按引火热源分类分类n 1 外因火灾：由于外热源引燃可燃物造成的火灾。外因火灾：由于外热源引燃可燃物造成的火灾。n 特点：发生突然，来势迅猛，容易发现，施救时不受特点：发生突然，来势迅猛，容易发现，施救时不受空间限制。空间限制。n 2 内因火灾：煤炭接触氧气后，因煤自身氧化产生热内因火灾：煤炭接触氧气后，因煤自身氧化产生热量，热量积聚使煤炭自然发火儿产生的火灾。量，热量积聚使煤炭自然发火儿产生的火灾。n 特点：有孕育过程，发展缓慢，隐蔽，不易发现和扑特点：有孕育过程，发展缓慢，隐蔽，不易发现和扑灭。有时可持续数月甚至数年。灭。有时可持续数月甚至数年。n 第二节第二节 外因火灾外因火灾n一切能够产生高温、明火、火花的以及由可燃材料制成一切能够产生高温、明火、火花的以及由可燃材料制成的器材和设备，如使用不当都可能引起外因火灾。的器材和设备，如使用不当都可能引起外因火灾。n随着随着科技的发展科技的发展，矿井开采技术不断进步和开采环境的，矿井开采技术不断进步和开采环境的不断改善，但不断改善，但矿井火灾与爆炸灾害并没有呈现下降趋势矿井火灾与爆炸灾害并没有呈现下降趋势。究。究其原因，其原因，一是一是更多的新材料，包括各种树脂、塑料、液体燃更多的新材料，包括各种树脂、塑料、液体燃料和液压机液等应用到矿井中，料和液压机液等应用到矿井中， 二是二是机械化程度不断提高，机械化程度不断提高，机电设备增多，这些都增加了火灾的发生概率。机电设备增多，这些都增加了火灾的发生概率。n现在现在矿井灾害事故中牺牲的人员绝大多数是在矿井火灾矿井灾害事故中牺牲的人员绝大多数是在矿井火灾和爆炸事故中丧生的，因此，矿井火灾的防治一直是采矿安和爆炸事故中丧生的，因此，矿井火灾的防治一直是采矿安全关注的重点。全关注的重点。2002年国有重点煤矿事故严重度的统计 瓦斯瓦斯 火灾火灾 水灾水灾一、外因火灾特性n1、火灾三要素、火灾三要素 产生外源火灾的三个必要条件是：产生外源火灾的三个必要条件是：有可燃物存在有可燃物存在、有、有足够的氧气足够的氧气和足以和足以引起火灾的热源引起火灾的热源。这也称火灾三要素，缺少任何一个要素，火灾都不能发生，或者正在发生的火灾也会熄灭。 火火 可 燃 物源热氧气2、火灾的燃烧类型n 1） 扩散燃烧扩散燃烧 :是高浓度的是高浓度的可燃气体与空气边可燃气体与空气边混合边燃烧混合边燃烧的燃烧现象。的燃烧现象。n 2）预混燃烧）预混燃烧: 是可燃气体与空气是可燃气体与空气预先混合好预先混合好后的燃烧后的燃烧 3）富氧燃烧 :是氧气的供给量大于或接近于燃烧所需要的氧气量的燃烧。 4）富燃料燃烧：是氧气的供给量低于燃烧所需要的氧气量的燃烧。 2、火灾的燃烧类型n 5）回燃）回燃：受限空间内发生火灾时，当空气供：受限空间内发生火灾时，当空气供应不足时，由可燃物分解的可燃组分进入到烟流应不足时，由可燃物分解的可燃组分进入到烟流中因缺氧而不能燃烧，此时即为富燃料燃烧状态，中因缺氧而不能燃烧，此时即为富燃料燃烧状态，当富燃料燃烧的高温可燃气体遇新鲜空气时发生当富燃料燃烧的高温可燃气体遇新鲜空气时发生的突然燃烧，称作回燃。的突然燃烧，称作回燃。 什么是回燃？回燃的发展过程火没了，可以进去了热烟气空气重力流门着火了富燃料燃烧实验（“跳蛙”现象）3 火风压（浮力效应）火风压（浮力效应）n 1）火风压定义：在矿井中，火灾产生的热动）火风压定义：在矿井中，火灾产生的热动力是一种浮升力，这种浮力效应力是一种浮升力，这种浮力效应 就被称为火风压。就被称为火风压。n 2）火风压与自然风压的相同点：）火风压与自然风压的相同点：n 火风压就是高温烟流经倾斜或垂直的井巷火风压就是高温烟流经倾斜或垂直的井巷时产生的时产生的自然风压的增量自然风压的增量。n 火风压与矿井自然风压的产生机制是一致火风压与矿井自然风压的产生机制是一致的，是都在倾斜和垂直的巷道上出现的空气的密的，是都在倾斜和垂直的巷道上出现的空气的密度差所至，度差所至， 故这二者都可称为故这二者都可称为热风压热风压。3 火风压（浮力效应）火风压（浮力效应）n 3）火风压与自然风压的区别：）火风压与自然风压的区别：n 只是使空气密度发生变化的热源不同。只是使空气密度发生变化的热源不同。n 4）井下火风压形成过程）井下火风压形成过程 ：n 矿井发生火灾时，火灾的热力作用会使空气的温度增矿井发生火灾时，火灾的热力作用会使空气的温度增高而发生膨胀，密度小的热空气在有高差的巷道中就会产高而发生膨胀，密度小的热空气在有高差的巷道中就会产生一种浮升力，这个浮升力的大小与巷道的高差及火灾前生一种浮升力，这个浮升力的大小与巷道的高差及火灾前后的空气密度差有关。后的空气密度差有关。n 5）地面建筑中这种现象被称为烟囱效应地面建筑中这种现象被称为烟囱效应，即通常室内，即通常室内空气的密度比外界小，这便产生了使气体向上运动的浮力，空气的密度比外界小，这便产生了使气体向上运动的浮力，尤其是高层建筑中的许多竖井，如楼梯井、电梯井等，气尤其是高层建筑中的许多竖井，如楼梯井、电梯井等，气体的上升运动十分显著，这种现象有时也叫热风压。体的上升运动十分显著，这种现象有时也叫热风压。3 火风压（浮力效应）火风压（浮力效应）n 5）地面建筑中的火风压地面建筑中的火风压:称为烟囱效应称为烟囱效应，即，即通常室内空气的密度比外界小，这便产生了使气通常室内空气的密度比外界小，这便产生了使气体向上运动的浮力，尤其是高层建筑中的许多竖体向上运动的浮力，尤其是高层建筑中的许多竖井，如楼梯井、电梯井等，气体的上升运动十分井，如楼梯井、电梯井等，气体的上升运动十分显著，这种现象有时也叫热风压。显著，这种现象有时也叫热风压。n 6）火风压的危害：）火风压的危害：矿井发生火灾后，由于火矿井发生火灾后，由于火风压的作用会改变原通风系统中压力的分布和风风压的作用会改变原通风系统中压力的分布和风量的分配，即可能使通风系统风流发生紊乱，扩量的分配，即可能使通风系统风流发生紊乱，扩大事故范围，造成更为严重的损失。大事故范围，造成更为严重的损失。7) 火风压的计算火风压的计算 火风压的值火风压的值=发火后矿井的自然风压发火后矿井的自然风压发火前自然风压发火前自然风压 hf Z (s) (0)g Z (0s) g P311-111式式 式中 hf -火风压，Pa； Z - 高温烟流流经回风井筒的垂高，m； -进风井筒内风流的平均密度，kg/m3 ； s-发火后出风井筒内的风流平均密度，kg/m3 ； 0 -发火前出风井筒内的风流平均密度，kg/m3 ； g-重火力加速度，m/s2。7) 火风压的计算火风压的计算n 发火前后，活在附近的压力发火前后，活在附近的压力P近似不变，根据理想气态方近似不变，根据理想气态方程有：程有：n 0(Ts/T) s P31111-2式式n式中式中 Ts-发火前回风井筒内的风流平均绝对温度，发火前回风井筒内的风流平均绝对温度，K； n T -发火前回风井筒内的风流平均绝对温度，发火前回风井筒内的风流平均绝对温度，K。n将将 11-2式带入式带入11-1式，并设式，并设Ts-T=T,Z2Z1= Z,整理得：整理得：n hf s g Z（ T/T） P31111-3式式n式中式中 T -发火前后烟流温度的增量发火前后烟流温度的增量,K； n Z -巷道高程差，巷道高程差，m。7) 火风压的计算火风压的计算gZgZhssf)()()(008）火风压的作用）火风压的作用n在风路中发生火灾时，在风路中发生火灾时，火风压火风压的作用的作用只有在高温烟流流经的上行或下行巷道里只有在高温烟流流经的上行或下行巷道里才能表现出来才能表现出来。高温火烟对矿井通风的影。高温火烟对矿井通风的影响就响就好象在其流过的上行或下行巷道里安好象在其流过的上行或下行巷道里安设了局部通风机设了局部通风机一样，它们的作用方向在一样，它们的作用方向在上行风路上行风路中与中与烟流方向相同烟流方向相同，在，在下行下行风路风路中则中则相反相反。节流效应节流效应 n是矿井火灾过程中的一种典型现象。是矿井火灾过程中的一种典型现象。矿井矿井火灾时期，由于火烟的热力作用等的影响，火灾时期，由于火烟的热力作用等的影响，节流效应节流效应主干风路主干风路以及以及旁侧支路旁侧支路中的风量往中的风量往往会随着火势的发展而发生变化往会随着火势的发展而发生变化。如果由于。如果由于火灾的发生，主干风路的进风量可能下降，火灾的发生，主干风路的进风量可能下降，这种现象称之为节流效应。这种现象称之为节流效应。二二 火灾对通风系统的影响火灾对通风系统的影响 n1、烟流逆退、烟流逆退 n2、风（烟）流逆转风（烟）流逆转 二二 火灾对通风系统的影响火灾对通风系统的影响n 1、烟流逆退、烟流逆退 :受热浮力的作用，热烟气受热浮力的作用，热烟气在巷道顶部形成向进，回两个方向的流动。在巷道顶部形成向进，回两个方向的流动。在巷道中逆着进风方向流动的烟流，称为烟在巷道中逆着进风方向流动的烟流，称为烟流你退流你退n 2、风（烟）流逆转、风（烟）流逆转 ：火风压会造成某：火风压会造成某些之路风流压力的变化从而会改变风流的方些之路风流压力的变化从而会改变风流的方向。向。通风网络中的某分支风流方向发生改变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（分支的风流方向与起火的现象叫风流逆转（分支的风流方向与起火前的方向相反）前的方向相反）。二二 火灾对通风系统的影响火灾对通风系统的影响n术语解释术语解释n 上行风流：在倾斜或垂直巷道中，风流从标高上行风流：在倾斜或垂直巷道中，风流从标高低端向高端的流动。低端向高端的流动。n 下行风流：在倾斜或垂直巷道中，风流从标高下行风流：在倾斜或垂直巷道中，风流从标高高端向低端的流动。高端向低端的流动。n 主干风路：发生火灾后，从人风井口经火源点主干风路：发生火灾后，从人风井口经火源点道回风井的通路。道回风井的通路。n 旁侧支路：主干封路以外的其他风路旁侧支路：旁侧支路：主干封路以外的其他风路旁侧支路： 火凤压案例火凤压案例n时间：时间：1990年年5月月8日日。n 地点：地点：黑龙江省某矿在下行进风胶带斜井两段黑龙江省某矿在下行进风胶带斜井两段胶带搭接处。胶带搭接处。n 经过：发生了一起重大经过：发生了一起重大胶带火灾事故胶带火灾事故。n 后果：火灾产生的火风压造成了进风斜井的风后果：火灾产生的火风压造成了进风斜井的风流逆转，从而扩大了事故的损失，共造成了流逆转，从而扩大了事故的损失，共造成了80人死人死亡。亡。火凤压案例火凤压案例123576498火皮带斜井总石门东三采区东风井二段皮带巷立井联络车场事故分析事故分析 事故初期抢险救灾决策失误（事故初期抢险救灾决策失误（教训教训）。）。作为下作为下行风流的运输机斜井发生火灾时，火风压的作用行风流的运输机斜井发生火灾时，火风压的作用与主要通风机提供的风压作用相反，极易造成风与主要通风机提供的风压作用相反，极易造成风流的逆转；此外，作为流的逆转；此外，作为一般的救灾原则，当进风一般的救灾原则，当进风井筒中发生火灾时，必须采取反风或停止主要通井筒中发生火灾时，必须采取反风或停止主要通风机运转的措施。风机运转的措施。当时的救灾决策者因救灾心切当时的救灾决策者因救灾心切盲目带领救护队员进入发火胶带斜井救灾。盲目带领救护队员进入发火胶带斜井救灾。n 矿井缺乏抗灾能力（间接原因）矿井缺乏抗灾能力（间接原因）。事故发生。事故发生时，时，矿井不能反风矿井不能反风；在编制的矿井灾害预防；在编制的矿井灾害预防计划计划中，没有提出运输机胶带斜井的预防火灾措施。中，没有提出运输机胶带斜井的预防火灾措施。事故分析事故分析n 缺乏安全意识，缺乏安全意识，防火设施和防火设施和措施不落实措施不落实：长：长期使用期使用非阻燃胶带非阻燃胶带；地面水池设计要求容量；地面水池设计要求容量200m3,但实际容量但实际容量10m3；灭火工具不配套，只有砂箱没；灭火工具不配套，只有砂箱没有铁锹；改扩建设计中要求有铁锹；改扩建设计中要求防火门，但并安装防火门，但并安装；第一台胶带机交付使用时没有铺设供水管路；井第一台胶带机交付使用时没有铺设供水管路；井下电、下电、气焊安全措施制定不完善，审批不严气焊安全措施制定不完善，审批不严 ，在，在作业地点胶末、胶条等易燃物清理不彻底的情况作业地点胶末、胶条等易燃物清理不彻底的情况下进行气焊；作业地点没有洒水措施。下进行气焊；作业地点没有洒水措施。n 缺乏必要的安全教育，缺乏必要的安全教育，工人没有学习安全措工人没有学习安全措施就工作；灾害时不会使用消防器材；没有配备施就工作；灾害时不会使用消防器材；没有配备自救器，致使人员伤亡严重。自救器，致使人员伤亡严重。 第三节内因火灾第三节内因火灾 n我国煤矿自然发火概况：我国煤矿自然发火概况：存在有煤炭自燃的矿井占矿存在有煤炭自燃的矿井占矿井总数的井总数的56%，具有自然发火危险的煤层占累计可采煤层，具有自然发火危险的煤层占累计可采煤层数的数的60%；煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的；煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的8590%。n近年来我国广泛采用综采放顶煤开采技术，使生产效近年来我国广泛采用综采放顶煤开采技术，使生产效率大幅提高。但这种率大幅提高。但这种采煤方法采空区遗留残煤多、冒落高采煤方法采空区遗留残煤多、冒落高度大、漏风严重，使得自然火灾发生频繁度大、漏风严重，使得自然火灾发生频繁，常常价值几千，常常价值几千万元的综采装备被封闭在火区中，此外还使大量的煤炭被万元的综采装备被封闭在火区中，此外还使大量的煤炭被火区冻结，造成巨大的经济损失。煤炭自燃已成为制约高火区冻结，造成巨大的经济损失。煤炭自燃已成为制约高产高效矿井安全生产与发展的主要因素之一。产高效矿井安全生产与发展的主要因素之一。煤炭自然发火机理n 自燃学说自燃学说:早在早在1862年，德国人戈朗布曼年，德国人戈朗布曼 发发表了第一篇关于煤炭自燃起因的文章。一百多年表了第一篇关于煤炭自燃起因的文章。一百多年来，来，人们提出了若干学说来解释煤的自燃，如黄人们提出了若干学说来解释煤的自燃，如黄铁矿作用、细菌作用、酚基作用，煤氧复合作用铁矿作用、细菌作用、酚基作用，煤氧复合作用等学说。等学说。n 黄铁矿作用学说黄铁矿作用学说认为煤的自燃是由于煤层中认为煤的自燃是由于煤层中的黄铁矿的黄铁矿(FeS2)与空气中的水份和氧相互作用、发与空气中的水份和氧相互作用、发生热反应而引起的生热反应而引起的。煤炭自然发火机理n 细菌作用学说细菌作用学说认为，在细菌作用下，煤在发认为，在细菌作用下，煤在发酵过程中放出一定热量对煤自热起了决定性作用。酵过程中放出一定热量对煤自热起了决定性作用。n酚基作用学说认为，煤的自热是由于煤体内不饱酚基作用学说认为，煤的自热是由于煤体内不饱和的酚基化合物强烈地吸附空气中的氧，同时放和的酚基化合物强烈地吸附空气中的氧，同时放出一定量的热量而造成的。出一定量的热量而造成的。n 煤氧复合作用学说煤氧复合作用学说认为，原始煤体自暴露于认为，原始煤体自暴露于空气中后，与氧气结合，发生氧化并产生热量，空气中后，与氧气结合，发生氧化并产生热量，当具备适宜的储热条件，就开始升温，最终导致当具备适宜的储热条件，就开始升温，最终导致煤的自燃。煤的自燃。一一 煤炭自燃发火过程煤炭自燃发火过程n根据根据现有的研究成果现有的研究成果，人们认为煤，人们认为煤炭的氧化和自燃是游离炭的氧化和自燃是游离基基链反应链反应。煤煤炭自燃过程炭自燃过程大体大体分为分为3个阶段：个阶段：n潜伏期：潜伏期：n自热期：自热期：n燃烧期燃烧期：一一 煤炭自燃发火过程煤炭自燃发火过程煤炭自燃的条件煤炭自燃的条件 煤炭自燃煤炭自燃4个条件个条件n 煤具有自燃倾向性 n 有连续的供氧条件n 热量易于积聚到一定的点火温度n无烟煤一般为400n烟煤为320380n褐煤为270350。n 热量持续一定的时间二二 影响煤炭自然发火的因素影响煤炭自然发火的因素P3201 煤自燃的内因（煤自燃的内因（1）煤的变质程度）煤的变质程度n 煤的变质过程伴随着煤分子结构的变化，煤的变质过程伴随着煤分子结构的变化，碳化程碳化程度越高，煤体内含有的活性结构越少度越高，煤体内含有的活性结构越少。所以煤的变。所以煤的变质程度是煤自燃倾向性的决定性因素。现场的统计质程度是煤自燃倾向性的决定性因素。现场的统计表面，表面，褐煤最易自燃，无烟煤最不易自燃，烟煤介褐煤最易自燃，无烟煤最不易自燃，烟煤介于二者之间。于二者之间。n 烟煤的煤化度低于无烟煤而高于褐煤，因燃烧时烟煤的煤化度低于无烟煤而高于褐煤，因燃烧时烟多而得名。根据煤化度的不同，我国将其划分为烟多而得名。根据煤化度的不同，我国将其划分为长焰煤、不黏煤、弱黏煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦长焰煤、不黏煤、弱黏煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤和贫煤等。煤和贫煤等。 （2）煤岩成分）煤岩成分n煤岩成分一般分为煤岩成分一般分为丝煤、暗煤、亮煤和镜煤四种丝煤、暗煤、亮煤和镜煤四种。n不同的煤岩成分有着不同的氧化性。在低温下，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，丝煤吸氧最多，但是，随着温度的升高，镜煤吸附镜煤吸附氧能力最强，其次是亮煤，暗煤最难于自燃。氧能力最强，其次是亮煤，暗煤最难于自燃。n 镜煤与亮煤脆性大，易破碎，而且灰分少，在其镜煤与亮煤脆性大，易破碎，而且灰分少，在其次生的裂隙中常伴有黄铁矿，开采中易碎裂为微细次生的裂隙中常伴有黄铁矿，开采中易碎裂为微细的颗粒，细微状的煤粒或黄铁矿都有较高的自燃氧的颗粒，细微状的煤粒或黄铁矿都有较高的自燃氧化特性，因此它的氧化接触面积大，着火温度低。化特性，因此它的氧化接触面积大，着火温度低。故镜煤与亮煤在丝煤吸附氧化升温的促使诱导下很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。容易自燃。二二 影响煤炭自然发火的因素影响煤炭自然发火的因素P320二二 影响煤炭自然发火的因素影响煤炭自然发火的因素P320 （3）煤的含硫量）煤的含硫量n硫在煤中有三种存在形式：硫化铁即硫在煤中有三种存在形式：硫化铁即黄铁矿黄铁矿(FeS2)、有机硫有机硫 、硫酸盐硫酸盐。对煤自燃。对煤自燃起主导起主导作用的是黄铁矿作用的是黄铁矿。黄铁矿的。黄铁矿的比热小，比热小，它与煤吸附它与煤吸附相同的氧量而相同的氧量而温度的增值比煤大温度的增值比煤大3倍。黄铁矿在低倍。黄铁矿在低温氧化温氧化时产生硫酸铁和硫酸亚铁时产生硫酸铁和硫酸亚铁，体积增大，体积增大，使使煤体膨胀而变得松散煤体膨胀而变得松散，增大了氧化表面积，增大了氧化表面积，而且而且其分解产物其分解产物比煤的吸氧性更强，比煤的吸氧性更强，能将吸附的氧转能将吸附的氧转让给煤粒使之发生氧化让给煤粒使之发生氧化。在煤中含黄铁矿越多，。在煤中含黄铁矿越多，就越易自燃。就越易自燃。我国西南主要矿区的统计资料表明我国西南主要矿区的统计资料表明，含硫含硫3%以上的煤层均为自然发火煤层。以上的煤层均为自然发火煤层。二二 影响煤炭自然发火的因素影响煤炭自然发火的因素P320（4）煤的粒度、孔隙特性和破碎程度）煤的粒度、孔隙特性和破碎程度n完整的煤体一般不会发生自燃完整的煤体一般不会发生自燃，一旦受压破裂，一旦受压破裂，呈破碎状态存在，其自燃性能显著提高。这是因呈破碎状态存在，其自燃性能显著提高。这是因为为破碎的煤炭不仅与氧接触的表面积增大，而且破碎的煤炭不仅与氧接触的表面积增大，而且着火温度也明显降低。着火温度也明显降低。n有人研究，当煤粒度小于有人研究，当煤粒度小于1mm时氧化速率与粒径时氧化速率与粒径无关，并认为孔径大于无关，并认为孔径大于100的孔在煤氧化中起重的孔在煤氧化中起重要作用。根据波兰的试验，当烟煤的粒度直径为要作用。根据波兰的试验，当烟煤的粒度直径为1.52mm时，其着火点温度大多在时，其着火点温度大多在330360；粒度直径小于粒度直径小于1mm以下时，着火点温度可能降低以下时，着火点温度可能降低到到190220。因此，可以说，。因此，可以说，煤的自燃性随着煤的自燃性随着其孔隙率、破碎度的增加而上升其孔隙率、破碎度的增加而上升。二二 影响煤炭自然发火的因素影响煤炭自然发火的因素P321 （5）煤的瓦斯含量）煤的瓦斯含量n瓦斯或者其它气体含量较高的煤，由于其内表面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易与煤表面发生接触，也就不易与煤进行复合氧化，使煤炭自燃的潜伏期加长。当煤中残余瓦斯化，使煤炭自燃的潜伏期加长。当煤中残余瓦斯量大于量大于5 m3 / t时，煤往往难以自燃。但是随着瓦时，煤往往难以自燃。但是随着瓦斯的放散，煤与氧就更易结合。斯的放散，煤与氧就更易结合。二二 影响煤炭自然发火的因素影响煤炭自然发火的因素P321 n（6）水分对煤炭自燃过程的影响水分对煤炭自燃过程的影响n 有两个相互对立的过程。有两个相互对立的过程。首先首先，煤炭中的水，煤炭中的水分在初期阶段会因为蒸发作用而散失，因此，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。带走，这就有阻止煤体温度升高的趋势。n其次，煤体也会从空气中吸收水分。这就是所其次，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）会促使煤的温谓的吸收热（有时也叫湿润热）会促使煤的温度升高。度升高。n水分对煤的总的作用就取决于这两种过程谁占主导水分对煤的总的作用就取决于这两种过程谁占主导地位。地位。二二 影响煤炭自然发火的因素影响煤炭自然发火的因素P322n2 煤自燃的外因煤自燃的外因n（1）煤层地质赋存条件：）煤层地质赋存条件：煤层厚、易破裂、倾角、煤层厚、易破裂、倾角、开采期、地质构造、顶底板坚硬程度。开采期、地质构造、顶底板坚硬程度。n（2）开拓开采条件：）开拓开采条件：都采用石门，岩巷，少切割都采用石门，岩巷，少切割煤层，少留煤柱；采煤方法回采率高，少丢煤。煤层，少留煤柱；采煤方法回采率高，少丢煤。n（3）通风条件：）通风条件：减少漏风。减少漏风。三三、煤炭自燃倾向性与自然发货期煤炭自燃倾向性与自然发货期 P322n1 煤炭自燃倾向性煤炭自燃倾向性n 煤炭自燃倾向性是煤的一种自然属性，它取决于煤在常煤炭自燃倾向性是煤的一种自然属性，它取决于煤在常温下的氧化能力和发热能力，是煤发生自燃能力总的量度。温下的氧化能力和发热能力，是煤发生自燃能力总的量度。不同的煤，其自燃倾向性不同。所以，掌握煤的自燃倾向性不同的煤，其自燃倾向性不同。所以，掌握煤的自燃倾向性非常重要。它不仅是恰当地设计采煤方法，选择采区规模，非常重要。它不仅是恰当地设计采煤方法，选择采区规模，合理设计矿井通风和风压条件的重要依据之一，也是采取适合理设计矿井通风和风压条件的重要依据之一，也是采取适当措施存储的重要依据。当措施存储的重要依据。n 我国将煤的自燃倾向性分为：容易自燃、自燃、不易自燃我国将煤的自燃倾向性分为：容易自燃、自燃、不易自燃三类。三类。煤矿矿井必须根据煤自燃倾向性的分类等级而采取相煤矿矿井必须根据煤自燃倾向性的分类等级而采取相应的煤防治措施。应的煤防治措施。规程规程要求必须对新建矿井与生产矿井要求必须对新建矿井与生产矿井延深新水平的所有煤层的自燃倾向性进行鉴定。延深新水平的所有煤层的自燃倾向性进行鉴定。n 分类情况详见分类情况详见 ：P323表表11-1,11-2三三、煤炭自燃倾向性与自然发货期煤炭自燃倾向性与自然发货期 P322 30常压煤的吸氧量常压煤的吸氧量n煤炭自燃倾向性分类表（褐煤、烟煤类煤炭自燃倾向性分类表（褐煤、烟煤类30常压常压煤的吸氧量）煤的吸氧量） P323表表11-1 nI 容易自燃容易自燃0.71 cm3g-1nII 自燃自燃 = 0.410.70 cm3g-1nIII 不易自燃不易自燃0.40 cm3g-1n煤炭自燃倾向性分类表（无烟煤）煤炭自燃倾向性分类表（无烟煤） P323表表11-2nI 容易自燃容易自燃1.00 cm3g-1nII 自燃自燃 = 0.81-0.99 cm3g-1nIII 不易自燃不易自燃0.8 cm3g-1三三、煤炭自燃倾向性与自然发货期煤炭自燃倾向性与自然发货期 P323 n2 煤炭自燃发火危险程度与自然发火期煤炭自燃发火危险程度与自然发火期n1）煤炭自燃发火危险程度：）煤炭自燃发火危险程度：n 是是反映煤炭自燃的内因条件，又与诸多因数相反映煤炭自燃的内因条件，又与诸多因数相关的自然发火特性。关的自然发火特性。n2）自燃发火期：）自燃发火期：n 是是煤炭自然发火的时间量度，即从煤炭暴露在煤炭自然发火的时间量度，即从煤炭暴露在与空气接触时起到发生自燃所需时间。与空气接触时起到发生自燃所需时间。四四、煤炭自燃早期识别与预报煤炭自燃早期识别与预报 P324n识别方法有识别方法有4种：种：n1 人的直接感觉；人的直接感觉；n2 测定空气和围岩温度；测定空气和围岩温度；n3 测定矿内空气成分变化；测定矿内空气成分变化； n4 物探测定法；物探测定法；n1 人的直接感觉人的直接感觉n1）嗅觉，）嗅觉，气味气味煤油味。煤油味。n2）蒸汽，）蒸汽，水珠，烟雾。水珠，烟雾。n3）感觉，触觉。）感觉，触觉。头晕，头胀；温度升高头晕，头胀；温度升高。四四、煤炭自燃早期识别与预报煤炭自燃早期识别与预报 P324n1、人的直接感觉n 利用人的感观进行探测是最简便的方法，虽然常带有一定的主观性，但是这种方法仍然比较可靠。n嗅觉：嗅觉：煤油味、汽油味和轻微芳香气味的非饱和碳氢化煤油味、汽油味和轻微芳香气味的非饱和碳氢化合物。合物。n视觉：视觉：煤氧化产生的水蒸气，及其在附近煤岩体表面凝煤氧化产生的水蒸气，及其在附近煤岩体表面凝结成水珠结成水珠(俗称为俗称为“挂汗挂汗”)，在煤炭自燃的最后阶段出，在煤炭自燃的最后阶段出现的烟雾。现的烟雾。n感感(触触)觉：觉：煤炭自燃或自热、可燃物燃烧会使环境温度煤炭自燃或自热、可燃物燃烧会使环境温度升高，并可能使附近空气中的氧浓度降低，升高，并可能使附近空气中的氧浓度降低，CO2等有害等有害气体增加，所以当人们接近火源时，会有头痛、闷热、气体增加，所以当人们接近火源时，会有头痛、闷热、精神疲乏等不适之感精神疲乏等不适之感四四、煤炭自燃早期识别与预报煤炭自燃早期识别与预报 P324四四、煤炭自燃早期识别与预报煤炭自燃早期识别与预报 P324n我国从我国从20世纪世纪50年代初期即开展对煤炭自年代初期即开展对煤炭自燃倾向性的研究，先后采用了燃倾向性的研究，先后采用了n着火点温度降低值法、双氧水法及静态容着火点温度降低值法、双氧水法及静态容量吸氧法进行研究量吸氧法进行研究n在在90年代初，开始采用吸氧量法，即用双年代初，开始采用吸氧量法，即用双气路气相色谱仪动态吸氧的方法。气路气相色谱仪动态吸氧的方法。四四、煤炭自燃早期识别与预报煤炭自燃早期识别与预报 P324n2 测定空气和围岩温度测定空气和围岩温度n 1）直接测定）直接测定是将测温传感器直接放入测温钻孔是将测温传感器直接放入测温钻孔中或埋在采空区内测定煤岩体温度，常采用的是中或埋在采空区内测定煤岩体温度，常采用的是热电偶和热敏电阻。热电偶和热敏电阻。n 2）间接测温方法）间接测温方法主要有无线电测温仪、测气味主要有无线电测温仪、测气味法和红外辐射仪等方法。无线电测温方法是将含法和红外辐射仪等方法。无线电测温方法是将含有热记录装置的无线电传感器埋入采空区，根据有热记录装置的无线电传感器埋入采空区，根据测得的热量发射出无线电信号测得的热量发射出无线电信号。n 四四、煤炭自燃早期识别与预报煤炭自燃早期识别与预报 P324n 3）气味剂法）气味剂法是将含有低沸点和高蒸汽是将含有低沸点和高蒸汽压并具有浓烈气味的液态物质，如硫醇和紫压并具有浓烈气味的液态物质，如硫醇和紫罗兰酮等，将其封装在胶囊中，在设定的高罗兰酮等，将其封装在胶囊中，在设定的高温下，胶囊破裂而发出气味。红外辐射测温温下，胶囊破裂而发出气味。红外辐射测温则是通过测定巷道壁面的红外辐射能量而测则是通过测定巷道壁面的红外辐射能量而测定出煤壁表面温度。定出煤壁表面温度。四四、煤炭自燃早期识别与预报煤炭自燃早期识别与预报 P325n 测温法操作简便，结果可靠，但也测温法操作简便，结果可靠，但也存在存在局限局限n 直接测温直接测温由于采空区顶板的由于采空区顶板的垮落或底板垮落或底板裂变易引起测温仪表和导线的破坏和折断，裂变易引起测温仪表和导线的破坏和折断，在用钢套管保护也易被损坏。在用钢套管保护也易被损坏。 n无线电传感器无线电传感器受采空区受采空区高湿恶劣环境影高湿恶劣环境影响响难以成功应用难以成功应用n 四四、煤炭自燃早期识别与预报煤炭自燃早期识别与预报 P325 气味剂法气味剂法因靠漏风传播气味，移动因靠漏风传播气味，移动速度速度 慢、分布区域小，较难测取慢、分布区域小，较难测取n当火源离巷道表面较远时，红外辐射测当火源离巷道表面较远时，红外辐射测温仪因接触不到热表面就无能为力温仪因接触不到热表面就无能为力n热测定面临的最大问题还在于：热测定面临的最大问题还在于：由于煤体的由于煤体的热传导能力非常弱，热量影响的范围很小热传导能力非常弱，热量影响的范围很小，有时钻孔即使打到火源附近有时钻孔即使打到火源附近1m ，也觉察不，也觉察不到火源的存在到火源的存在测试技术的国际调研测试技术的国际调研调研结果研究机构联系人主要方法澳澳 SIMTARSDr Fiona Clarkson自热温度法（SHT）；绝热R70测试；气体成分分析；传统交叉点温度法新西兰新西兰AucklandAuckland大学Chen XD新交叉点温度法 英国英国Leeds大学A C McIntoshF-K法和新交叉点温度法英国英国AberdeenAberdeen大学工程学院 J C Jones改进的HR方法；微型量热计法 波兰 Crowkov 矿院AndrzejStruminskiW Olpinskii，活化能法调研结果德国 University of BayreuthAndreas Jess Ignition point method 美国MSHA Alex Smith 自热温度法（SHT）加拿大能源与矿业部能源与矿业部 Krivokuca 无，（低硫煤）土尔其中东技术大学中东技术大学 Tevfik Gyaguler 交叉点温度法印度中央采矿所中央采矿所SC Banerjee传统交叉点温度法日本九洲大学 Masahiro Inoue无 煤科总院抚顺分院抚顺分院钱国胤流态色谱吸氧法调研的结论n世界各国采用的方法不尽相同，有SHT，R70，CPT，HR，F-K等方法n各国在自燃倾向性测试方法研究的力度与深度与各国遭受煤自燃灾害的严重程度相关n各国采用的测试方法基本上都与煤样的温度变化过程有关n中国目前采用的方法是恒温情况下的，与煤样的温度变化过程无关，只是考虑恒温下的吸附氧量四四、煤炭自燃早期识别与预报煤炭自燃早期识别与预报 P325n3 气体分析法气体分析法n（1）气体分析成分与指标）气体分析成分与指标n 氧气的减少量氧气的减少量(-O2)n 一氧化碳的增加量一氧化碳的增加量(+CO)与一氧化碳与一氧化碳指数指数 n 二氧化碳的增加量二氧化碳的增加量(+C02)与二氧化碳与二氧化碳指数指数 n 碳氧化物比值（碳氧化物比值（CO/CO2）氧气的减少量氧气的减少量(-O2)n判断火灾的重要参数是氧气的减少量，即-O2 。 -O2的测算基于两个方面的假设n空气中的氧气含量为20.93，惰性气体含量79.04（0.3的CO2气体不包括在内），包含除氮气以外的其它惰性气体视为氮气。n火区中的氮气没有被消耗，也没有被增加（除从空气中增加的氮气外）。如果氧气没有被消耗，那么 的比值应该为20.93/79.04=0.2648 ，该比值不受其它新加入气体的影响。n对于在任何情况下O2和N2的量，可以算出原始O2的量为：0.2648 N2。因此，消耗的氧气量，或者说氧气的差值即可以得到 22/NO2222648. 0ONO一氧化碳的增加量一氧化碳的增加量(+CO)与一氧化碳指数与一氧化碳指数 nCO生成温度低，生成量大，其生成量随温度升高生成温度低，生成量大，其生成量随温度升高按指数规律增加，是预报煤炭自燃火灾较灵敏的按指数规律增加，是预报煤炭自燃火灾较灵敏的指标之一。英国学者格雷哈姆指标之一。英国学者格雷哈姆 最先最先提出提出CO/O2指指标，即格雷哈姆比值标，即格雷哈姆比值 ，或，或CO指数指数（O2ICO）。nGraham比值判别煤炭初始自热现象，比其它标志比值判别煤炭初始自热现象，比其它标志性气体早数周时间。该比值最明显的优点是性气体早数周时间。该比值最明显的优点是不因不因供风量而变化供风量而变化，因为供风量对该比值的分子和分，因为供风量对该比值的分子和分母的影响都是一样的。母的影响都是一样的。一氧化碳的增加量(+CO)与一氧化碳指数nGraham比值也有不足。n首先，该比值的在氧气消耗量很小的情况下精度很低。这个缺点也存在于其它含有氧气消耗量的判别指数中。n第二，该比值还受到那些不是因火灾而产生的CO的影响，包括从其它采空区运移过来的CO，或者进入火区的空气本身就含有一定量的CO。一般情况Graham比值小于0.5。如果Graham比值持续上升并且超过0.5的话，就表明该矿井中有自热现象发生。二氧化碳的增加量二氧化碳的增加量(+C02)与二氧化碳指数与二氧化碳指数n 在火灾中，会产生大量的在火灾中，会产生大量的COCO2 2，COCO2 2/O/O2 2的值比的值比CO/OCO/O2 2 要大。当火灾由阴燃转为明火燃烧时，原要大。当火灾由阴燃转为明火燃烧时，原来产生的来产生的COCO燃烧成为燃烧成为COCO2 2。因此，。因此，如果同时发生如果同时发生COCO2 2/O/O2 2升高和升高和CO/OCO/O2 2降低的现象时，就表明火灾降低的现象时，就表明火灾还在进一步的发展。还在进一步的发展。n 因为这两个比值的分母相同，所以因为这两个比值的分母相同，所以COCO和和COCO2 2在在直线图上的具有相同的发展趋势。直线图上的具有相同的发展趋势。 COCO2 2指数与指数与COCO指指数具有相同的数具有相同的缺点缺点。另外，。另外，COCO2 2会溶于水中，还受会溶于水中，还受到固体对其吸附的影响，还会与火区中的气体及其到固体对其吸附的影响，还会与火区中的气体及其它物质发生化学反应等。它物质发生化学反应等。碳氧化物比值（碳氧化物比值（CO/CO2）P326n 碳氧化物比值被用来指示火灾的发展状碳氧化物比值被用来指示火灾的发展状况，在况，在火灾初期火灾初期阶段阶段碳氧化物比值上升碳氧化物比值上升，在，在充分燃烧阶段，该值保持为一个常数。但是，充分燃烧阶段，该值保持为一个常数。但是，当火灾形成富燃料燃烧时，当火灾形成富燃料燃烧时，CO/CO2值将会值将会快速上升快速上升，并且该值也是指示富燃料燃烧较，并且该值也是指示富燃料燃烧较好的指标。该指标还好的指标。该指标还不受进风流、瓦斯和注不受进风流、瓦斯和注氮的影响氮的影响，因此广受欢迎（因此广受欢迎（Mitchell，1990）。很明显，该指标会受到不是由于）。很明显，该指标会受到不是由于火灾而产生的火灾而产生的CO和和CO2的影响。的影响。连续自动监测系统 P327n 束管监测系统束管监测系统n 始于上世纪始于上世纪70年代：平庄古山矿年代：平庄古山矿n 结合大窰沟煤矿束管监测系统结合大窰沟煤矿束管监测系统n A 系统系统:地面色谱仪地面色谱仪-抽气泵抽气泵-束管束管水水分过滤器分过滤器粉尘过滤器粉尘过滤器采样点采样点n B 管径管径:680mmn C 监测周期：每日数次监测周期：每日数次n D 系统图：系统图：连续自动监测系统 P327 连续自动监测系统 P327n 矿井火灾监测与监控矿井火灾监测与监控 nA 用化学原理及传感器连续监测用化学原理及传感器连续监测nB 利用监测系统监测利用监测系统监测nC 利用便携式利用便携式CO报警仪，色谱仪检测报警仪，色谱仪检测n 第四节第四节 内因火灾的预防内因火灾的预防P329n一、开拓开采技术措施一、开拓开采技术措施n合理进行巷道布置合理进行巷道布置n坚持正规地开采和合理的开采顺序坚持正规地开采和合理的开采顺序 n减少煤体破碎减少煤体破碎 n二、防止漏风二、防止漏风n沿空巷道挂帘布沿空巷道挂帘布 n利用飞灰充填带隔绝采空区利用飞灰充填带隔绝采空区 n利用水砂充填带隔离采空区利用水砂充填带隔离采空区 n利用可塑性胶泥堵塞漏风利用可塑性胶泥堵塞漏风 n采取采取“均压均压”措施，减少漏风措施，减少漏风 n避免过度抽放避免过度抽放第四节第四节 内因火灾的预防内因火灾的预防P329n一、开拓开采技术措施一、开拓开采技术措施n1 合理进行巷道布置合理进行巷道布置n (1）采自燃煤层，且服务较长巷道尽量采用岩巷；）采自燃煤层，且服务较长巷道尽量采用岩巷；n (2）区段内采用垂直重叠布置，少留煤柱；）区段内采用垂直重叠布置，少留煤柱；n（3）采用无煤柱护巷方式。）采用无煤柱护巷方式。n2 坚持正规地开采和合理的开采顺序坚持正规地开采和合理的开采顺序 n (1） 尽量提高回采率；尽量提高回采率；n (2）减少漏风，区段后退式。）减少漏风，区段后退式。n3 减少煤体破碎减少煤体破碎n 选择合适的煤柱尺寸，防止煤柱承压破碎。选择合适的煤柱尺寸，防止煤柱承压破碎。 第四节第四节 内因火灾的预防内因火灾的预防 P330n二、防止漏风二、防止漏风n沿空巷道挂帘布沿空巷道挂帘布 n利用飞灰充填带隔绝采空区利用飞灰充填带隔绝采空区 n利用水砂充填带隔离采空区利用水砂充填带隔离采空区 n利用可塑性胶泥堵塞漏风利用可塑性胶泥堵塞漏风 n采取采取“均压均压”措施，减少漏风措施，减少漏风 n避免过度抽放避免过度抽放三、均压防灭火三、均压防灭火 P335n 均压防灭火：均压防灭火：是是采用采用风窗、风机、连通管、调压气室风窗、风机、连通管、调压气室等等调压手段调压手段，改变通风系统内的压力分布，降低漏风通道改变通风系统内的压力分布，降低漏风通道两端的压差，减少漏风，从而达到抑制和熄灭火区的目的两端的压差，减少漏风，从而达到抑制和熄灭火区的目的。 均压技术是在均压技术是在20世纪世纪50年代由波兰汉年代由波兰汉贝斯特朗（贝斯特朗（H. Bystron）教授首先提出。）教授首先提出。n 均压（均压（“以风治火以风治火”），简单，成本最低，控制火势），简单，成本最低，控制火势的发展常常的发展常常立竿见影立竿见影，深受现场欢迎。，深受现场欢迎。n 均压分类：根据均压分类：根据煤矿井下煤炭自燃发煤矿井下煤炭自燃发火区火区域域是否封闭是否封闭，均压技术可均压技术可分为开区均压分为开区均压和和闭区均压闭区均压两种类型两种类型。1、开区均压、开区均压 P336n 开区均压：开区均压：通常是指在生产工作面建立的均通常是指在生产工作面建立的均压系统。压系统。n 开区均压特点：开区均压特点：是在保证工作面所需通风风是在保证工作面所需通风风量的条件下，通过通风调节实施，尽量减少向采量的条件下，通过通风调节实施，尽量减少向采空区漏风，抑制煤的自燃，防止空区漏风，抑制煤的自燃，防止CO等有毒有害气等有毒有害气体涌入工作面，从而保证正常生产的进行。体涌入工作面，从而保证正常生产的进行。n 漏风通道和工作面周围的通道可以形成多种漏风通道和工作面周围的通道可以形成多种风流流动方式风流流动方式(如并联、角联和复杂联等如并联、角联和复杂联等)，开区均，开区均压也有几种不同类型。压也有几种不同类型。（1）调节风窗均压）调节风窗均压 P336n 适用于工作面采空区内形成适用于工作面采空区内形成的并联漏风方式。通常的并联漏风方式。通常在工作面在工作面的回风巷内安设调节风窗的回风巷内安设调节风窗，使工，使工作面内的风流压力提高，以作面内的风流压力提高，以降低降低工作面与采空区的压差，工作面与采空区的压差，从而减从而减少采空区中气体涌出。适用于采少采空区中气体涌出。适用于采空区内已有自燃迹象，并抑制采空区内已有自燃迹象，并抑制采空区中的火灾气体（一氧化碳等）空区中的火灾气体（一氧化碳等）涌到工作面，威胁工作面的安全涌到工作面，威胁工作面的安全生产。安设调节风窗后，通风巷生产。安设调节风窗后，通风巷道的压力如图所示。道的压力如图所示。（1）调节风窗均压）调节风窗均压 P336 调节风门A1 2 3 A 4（2）局部通风机均压）局部通风机均压 P337n 有时为提高风路的压力，需有时为提高风路的压力，需在风路上安设带在风路上安设带风门的风机（即辅助通风机），风门的风机（即辅助通风机），利用利用风机产生的风机产生的增压作用，改变风路上的压力分布，达到均压的增压作用，改变风路上的压力分布，达到均压的目的。目的。下图为局部通风机调压原理（下图为局部通风机调压原理（ P337上上2行行风改压风改压 ）（3）调节风窗与局部通风机联合均压）调节风窗与局部通风机联合均压P337n 工作面采空区内部的漏风通道有时是比工作面采空区内部的漏风通道有时是比较复杂的，当相邻为采空区是，还有外部漏较复杂的，当相邻为采空区是，还有外部漏风，这些最后都要经过经回采工作面上隅角风，这些最后都要经过经回采工作面上隅角排出。因此排出。因此采空区的自燃征兆往往是从上隅采空区的自燃征兆往往是从上隅角表现出来的角表现出来的。n 调节风门与扇风机联合均压常常调节风门与扇风机联合均压常常采用工采用工作面进风巷安设扇风机作面进风巷安设扇风机而而回风巷安设调节风回风巷安设调节风门门的的联合均压联合均压措施措施。（3）调节风窗与局部通风机联合均压）调节风窗与局部通风机联合均压 P337外部漏风采空区局扇综放面2、开区均压开区均压 P336 n 闭区均压：闭区均压：就是就是对对已经已经封闭的区域封闭的区域进行进行均压均压。n 闭区均压作用：闭区均压作用：即可以即可以防止封闭区防止封闭区中的中的煤炭自燃煤炭自燃，又可，又可加速封闭火区的熄灭加速封闭火区的熄灭 。常用常用的闭区均压主要技术措施的闭区均压主要技术措施有：有：n1）并联风路与调节风门联合均压）并联风路与调节风门联合均压n2）调压风机与调节风门联合均压）调压风机与调节风门联合均压n3）连通管均压）连通管均压（1）并联风路与调节风门联合均压）并联风路与调节风门联合均压 P338（2）调压风机与调节风门联合均压）调压风机与调节风门联合均压 P339（1）并联风路与调节风门联合均压）并联风路与调节风门联合均压 P340 四、预防性灌浆四、预防性灌浆 P340 预防性灌浆的机理（作用）：预防性灌浆的机理（作用）： 包裹碎煤，阻止氧化；包裹碎煤，阻止氧化； 泥浆及固态物充满缝隙并覆盖浮煤之上，形成泥浆泥浆及固态物充满缝隙并覆盖浮煤之上，形成泥浆带，防止漏风；带，防止漏风； 冷却散热作用。冷却散热作用。 预防性灌浆系统：预防性灌浆系统： 水池水池- 制浆泵制浆泵水枪水枪-黄泥黄泥-制浆制浆畀子畀子立孔立孔-井井下干管下干管-支管支管-灌浆钻孔灌浆钻孔-火区。火区。四、预防性灌浆四、预防性灌浆 P340n1 泥浆固体材料的选择泥浆固体材料的选择n 易溶水性易溶水性 ；n 渗入性；渗入性；n 尽可能小的收缩性；尽可能小的收缩性；n 易脱水性；易脱水性；n 不含可燃物与催化剂；不含可燃物与催化剂； n 便于开采，运输，制备。便于开采，运输，制备。四、预防性灌浆四、预防性灌浆 P342n 2 泥浆的制备与运输泥浆的制备与运输n水土比水土比: (36):1n 管路倍限：管路倍限：n 静压输送时：静压输送时：N = L / Hn 加压输送时：加压输送时：N = L /（ H + h)n式中式中 N- 管路倍限管路倍限;n L-管路总长，管路总长，m;n H -浆液入出口高差，浆液入出口高差，m;n h-泥浆泵的压力高程，泥浆泵的压力高程，m。四、预防性灌浆四、预防性灌浆 P340四、预防性灌浆四、预防性灌浆 P340四、预防性灌浆四、预防性灌浆 P342n3 预防性灌浆方法预防性灌浆方法-随采随灌分为随采随灌分为n（1）钻孔灌浆；）钻孔灌浆；n（2）埋管灌浆；）埋管灌浆；n（3）工作面洒浆或插管灌浆）工作面洒浆或插管灌浆n 按与回采的关系划分：n 采前预灌；采前预灌；n 随采随灌；随采随灌；n 采后封闭灌浆采后封闭灌浆 ，三种。，三种。n 四、预防性灌浆四、预防性灌浆 P340 n 采前预灌：采前预灌：是在工作面尚未回采前对其上部的是在工作面尚未回采前对其上部的采空区进行灌浆。这种灌浆方法适用于开采老窑采空区进行灌浆。这种灌浆方法适用于开采老窑多的易自燃、特厚煤层。多的易自燃、特厚煤层。n 采后注浆：采后注浆：是采空区封闭后，利用钻孔向工是采空区封闭后，利用钻孔向工作面后部采空区内注浆。作面后部采空区内注浆。n 随采随灌：随采随灌：是随着采煤工作面推进的同时向是随着采煤工作面推进的同时向有发火危险的采空区灌浆，这是预防性灌浆采有发火危险的采空区灌浆，这是预防性灌浆采用的主要方法。用的主要方法。 （1）钻孔灌浆）钻孔灌浆n从底板或钻窝打钻注浆（2）埋管注浆（3）工作面洒浆或插管灌浆）工作面洒浆或插管灌浆n 从回风巷灌浆管上接出一段浆管，沿倾斜方向向采空从回风巷灌浆管上接出一段浆管，沿倾斜方向向采空区均匀地洒一层泥浆。区均匀地洒一层泥浆。n 洒浆量要充分，使采空区新冒落的矸石能均匀地为泥洒浆量要充分，使采空区新冒落的矸石能均匀地为泥浆包围。洒浆通常作为埋管灌浆的一种补充措施，使整个浆包围。洒浆通常作为埋管灌浆的一种补充措施，使整个采空区特别是下半段也能灌到足够的泥浆。采空区特别是下半段也能灌到足够的泥浆。n 对综采工作面常采用插管灌浆的方式，即注浆主管路对综采工作面常采用插管灌浆的方式，即注浆主管路沿工作面倾斜铺设在支架的前连杆上，每隔沿工作面倾斜铺设在支架的前连杆上，每隔20m左右预留左右预留一个三通接头，并分装分支软管和插管。将插管插入支架一个三通接头，并分装分支软管和插管。将插管插入支架掩护梁后面的跨落岩石。掩护梁后面的跨落岩石。 四、预防性灌浆四、预防性灌浆 P340 n4 预防性灌浆安全措施预防性灌浆安全措施 P343n(1) 预防堵管；预防堵管；n(2) 防止跑浆；防止跑浆；n(3) 防止馈浆；防止馈浆；n(4)设置虑浆密闭和排水道。设置虑浆密闭和排水道。五、阻化剂五、阻化剂 P344n 阻化剂也称阻氧剂阻化剂也称阻氧剂。将其溶液喷洒。将其溶液喷洒在采空区的煤壁或者煤块上，具有阻止在采空区的煤壁或者煤块上，具有阻止煤的氧化和防止煤的自燃的作用，因此煤的氧化和防止煤的自燃的作用，因此称为阻化剂。称为阻化剂。n 阻化剂包括如阻化剂包括如氯化钙（氯化钙（CaCl2）、）、氯化钠（氯化钠（NaCl）、