礦井火災(zāi)預(yù)防（通風(fēng)專業(yè)教程）
作者：佚名
2010-09-15 23:07
來源：不詳
礦井火災(zāi)預(yù)防
一、防火對(duì)策
礦井火災(zāi)的防治可以采取下列三個(gè)對(duì)策：
１）技術(shù)(Engineering)對(duì)策
(1)災(zāi)前對(duì)策----防止起火、防止火災(zāi)擴(kuò)大
(2)災(zāi)后對(duì)策----報(bào)警、控制、滅火、避難
２）教育（Education）對(duì)策 ----- 知識(shí)、技術(shù)、態(tài)度
３）管理（法制(Enforcement））對(duì)策----制定各種規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，且強(qiáng)制性執(zhí)行。
這三種對(duì)策簡(jiǎn)稱“三Ｅ”對(duì)策。前兩者是防火的基礎(chǔ)，后者是防火的保證。
二、礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
根據(jù)火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，應(yīng)用成熟的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，采集處于萌芽狀態(tài)的火災(zāi)信息，進(jìn)行邏輯推斷后給出火情報(bào)告。
1. 利用人體生理感覺預(yù)報(bào)自燃發(fā)火
1）視力感覺
煤炭氧化初期生成水份，是巷道內(nèi)出現(xiàn)霧氣或在巷道壁掛有水珠。
2）氣味感覺
煤炭從自熱到自燃，產(chǎn)生多種碳?xì)浠?，并產(chǎn)生煤油味、汽油味、松節(jié)油味或焦油味等氣味。
3）溫度感覺
煤炭氧化自燃過程中要放出熱量，因此，從該處流出的水和空氣的溫度較正常時(shí)高。
4）疲勞感覺
煤炭氧化自燃過程中，從自熱到自燃階段都要放出有害氣體，這些氣體能使人頭痛、悶熱、精神不振、不舒服、有疲勞感覺。
2. 氣體成分分析法
一般使用一氧化碳?xì)怏w作為早期識(shí)別煤炭自燃火災(zāi)的指標(biāo)氣體。隨著早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展，也采用碳?xì)漕悮怏w氣體濃度和烷稀壁燈作為早期識(shí)別煤炭自燃火災(zāi)的指標(biāo)氣體。
1）指標(biāo)氣體及其臨界指標(biāo)
能反映煤炭自熱或可燃物燃燒初期階段特征的、并可用來作為火災(zāi)早期預(yù)報(bào)的氣體叫指標(biāo)氣體。
2）常用的指標(biāo)氣體
(1)一氧化碳（ＣＯ）
(3)乙烯
(4)其它指標(biāo)氣體
國(guó)外有的煤礦采用烯炔比（乙烯和乙炔（C2H2）之比）和鏈烷比（C2H6/CH4)來預(yù)測(cè)煤的自熱與自燃。
3.測(cè)量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測(cè)自燃火災(zāi)
1）直接測(cè)溫法
煤的自燃發(fā)火，一般經(jīng)過潛伏起、自熱期、自燃期，潛伏期煤體溫度一般不超過700C，自熱期煤溫卡達(dá)到1200C～1500C，自熱期的發(fā)展使煤溫上升到著火溫度而導(dǎo)致自燃。無煙煤的著火溫度為4000C，煙煤的著火溫度為3200C～3800C，褐煤小于3000C。
2）紅外線探溫
煤自燃的條件形成后，煤層溫度逐漸增高，會(huì)發(fā)出紅外線。使用紅外線探測(cè)儀探測(cè)煤體自燃氧化發(fā)出的紅外線強(qiáng)度測(cè)量煤體溫度。
三、外因火災(zāi)預(yù)防
外因火災(zāi)的特點(diǎn)比較突然，來勢(shì)兇猛，而且發(fā)生的時(shí)間與地點(diǎn)往往出乎人的意料之外，常常釀成惡性事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，重大惡性事故90%以上是由外因火災(zāi)引起的。雖然外因火災(zāi)的發(fā)火次數(shù)約占總發(fā)火的25%～30%，但是死于外因火災(zāi)的人數(shù)卻占死于火災(zāi)總?cè)藬?shù)的65%。因此預(yù)防外因火災(zāi)的發(fā)生，已經(jīng)成為煤礦防滅火的重大問題。
1.外因火災(zāi)預(yù)防的分析
主要從兩個(gè)方面進(jìn)行，一是防止失控的高溫?zé)嵩?；二是盡量采用不燃或耐燃材料，同時(shí)防止可燃物大量積存。
2.外因火災(zāi)的預(yù)防措施
1）安全措施
（1）必須制定井上下防滅火措施。
（2）木料場(chǎng)、爐灰場(chǎng)與進(jìn)風(fēng)井的距離不得小于50米。
（3）礦井必須設(shè)地面消防水池和井下消防管路。
（4）新建礦井的永久井架和井口房、以井口為中心的聯(lián)合建筑，必須使用不燃型材料建筑。
（5）進(jìn)風(fēng)井口應(yīng)裝設(shè)鐵門。
2）明火管理
（1）井口房和通風(fēng)機(jī)房附近20米以內(nèi)，不許有煙火或用火爐取暖。
（2）井筒、平硐與各水平的連接處及井底車場(chǎng)、 井下機(jī)電設(shè)備硐室等地點(diǎn)，都必須使用不燃型材料支護(hù)。
（3）井下嚴(yán)禁使用燈泡取暖和使用電爐，井下進(jìn)行電焊、氣焊等工作，每次必須制定安全措施。
（4）井下使用的汽油、煤油和變壓器油、用過的棉紗、布頭、和紙，必須裝入蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi)，由專人送到地面處理。
3）消防材料管理
（1）礦井必須在井上、下設(shè)置消防材料庫。
（2）井下爆破材料庫、機(jī)電設(shè)備硐室、檢修硐室、材料庫等地點(diǎn)，都應(yīng)備有消防器材。
4）外因火災(zāi)初起時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)
（1）標(biāo)志氣體
一般情況下是采用CO和CO2等氣體作為發(fā)生火災(zāi)的標(biāo)志氣體。
（2）使用溫升變色材料涂在機(jī)電設(shè)備的外殼上和容易發(fā)熱的部位，根據(jù)顏色的變化，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)外因火災(zāi)初期的現(xiàn)象。
（3）使用火災(zāi)檢測(cè)器及時(shí)發(fā)現(xiàn)初起火災(zāi)進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)滅火裝置將火災(zāi)破滅。
四、煤炭自燃的預(yù)防
礦井自燃火源的分布規(guī)律為：（1）采空區(qū)，采空區(qū)火災(zāi)占50％以上；（2）煤柱；（3）巷道頂煤；（4）斷層和地質(zhì)構(gòu)造附近。
1.防止煤炭自燃的開采技術(shù)措施
1）合理的進(jìn)行巷道布置
①盡可能采用巖石巷道
②分層相道垂直重疊布置
③分層分掘布置區(qū)段巷道
④推廣無煤柱開采技術(shù)
2）選擇合理的采煤方法和先進(jìn)的回采工藝，提高回采率，加快回采進(jìn)度。應(yīng)選用長(zhǎng)壁式采煤法、機(jī)械化采煤工藝，采用全部陷落法管理頂板。
3）選擇合理開采順序，堅(jiān)持自上而下開采
煤層間采用下行式，即先采上煤層，后采下煤層，上山采區(qū)先采上山區(qū)段，后采下山區(qū)段，下山區(qū)段與之相反；區(qū)段內(nèi)先采上區(qū)段，后采下區(qū)段。
4）選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)
2.預(yù)防性灌漿
預(yù)防性灌漿就是將水和黃土或粉煤灰等不燃性固體材料混合，配置適當(dāng)比例的漿液，然后利用灌漿管道系統(tǒng)將其送往采空區(qū)等可能發(fā)生煤炭自燃的地點(diǎn)，以防止自然火災(zāi)的發(fā)生。
1）灌漿系統(tǒng)
由制漿、輸漿和灌漿三部分組成。
（1）漿液的制備
①漿液性能
對(duì)漿液性能的基本要求是，濃度適當(dāng)，滲透能力強(qiáng)。水土比
②漿材的選取
漿材必須滿足一定的基本要求。
③漿液的制備
（2）漿液的輸送
①輸漿壓力與輸漿倍線
輸送漿液的壓力有兩種。一是利用漿液自重及漿液在地面入口與井下出口之間高差形成的靜壓力進(jìn)行輸送，叫靜壓輸送；當(dāng)靜壓不能滿足要求時(shí)應(yīng)采用加壓輸送。 L----總長(zhǎng)度，H----入出口高差，h—泵壓力
②灌漿管道的選擇
當(dāng)管道中漿液恰好處于無沉積的懸浮狀態(tài)時(shí)的流速，稱為臨界流速(vc)時(shí)，也叫不淤流速。
3）灌漿鉆孔
2）灌漿防火方法
按與回采的關(guān)系分，預(yù)防性灌漿有：采前預(yù)灌、隨采隨灌、采后封閉灌漿等三種方法：
（1） 鉆孔灌漿
在煤層底板的集中運(yùn)輸或回風(fēng)巷道或?qū)ｉT開掘的灌漿巷道內(nèi)，每隔一定距離（10～15m）向采空區(qū)打鉆灌漿，
（2）埋管灌漿
（3）工作面灑漿
（4）綜采工作面插管灌漿
3.阻化劑防火
阻化劑是一些吸水性很強(qiáng)的無機(jī)鹽類，這些鹽類附著在煤粒的表面上時(shí)，能吸收空氣中的水分，在煤的表面形成汗水液膜，從而阻止煤、氧接觸、起到隔氧阻化作用，同時(shí)降低了煤體了溫度。
1）阻化劑的評(píng)價(jià)指標(biāo)及其影響因素
（１）阻化率
A，B--分別為原煤樣和阻化煤樣在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下氧化5小時(shí)放出的CO( pmm) 或SO 2 (mg)。
（２）阻化劑的阻化壽命
阻化劑噴灑至煤體表面后，從開始生效至失效所經(jīng)過的時(shí)間叫阻化劑壽命。單位為月。
阻化劑的壽命可用下式表示： V----衰減速度
τ＝Ｅ／Ｖ
2）阻化劑選擇
煤礦使用的阻化劑有：氯化鈣、氯化鎂、氯化銨以及水玻璃等。以及工業(yè)廢液等。
3）阻化劑防火工藝方法
主要方法是：表面噴灑、用鉆孔向煤體壓注以及利用專用設(shè)備向采空區(qū)送入霧化阻化劑。
4.均壓防火技術(shù)
均壓防滅火的實(shí)質(zhì)：利用風(fēng)窗、風(fēng)機(jī)、調(diào)壓氣室和連通管等調(diào)壓設(shè)施，改變漏風(fēng)區(qū)域的壓力分布，降低漏風(fēng)壓差，減少漏風(fēng)，從而達(dá)到抑制遺煤自燃、惰化火區(qū)，或熄滅火源的目的。
1）調(diào)壓設(shè)施均壓防滅火的原理
（1）調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓的原理
特性：上風(fēng)側(cè)壓力增加，下風(fēng)側(cè)壓力降低。
實(shí)質(zhì)：增阻減風(fēng)，改變調(diào)壓風(fēng)路上的壓力分布，達(dá)到調(diào)壓目的。
前提條件：本分支風(fēng)量允許減少
（2）風(fēng)機(jī)調(diào)壓的原理
在需要調(diào)壓的風(fēng)路上安裝帶風(fēng)門的風(fēng)機(jī)，利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的增風(fēng)增壓作用，改變風(fēng)路上的壓力分布，達(dá)到調(diào)壓目的。
特性：風(fēng)機(jī)前壓力降低，風(fēng)機(jī)后壓力增加。
前提：以增加風(fēng)量為前提。
（3）風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)壓的原理
①風(fēng)窗－風(fēng)機(jī)增壓調(diào)節(jié)
所謂增壓調(diào)節(jié)是指使兩調(diào)壓裝置中間的風(fēng)路上風(fēng)流的壓能增加。
增壓調(diào)節(jié)又可分為風(fēng)量不變和減少兩種。
②風(fēng)窗－風(fēng)機(jī)聯(lián)合降壓調(diào)節(jié)
作降壓調(diào)節(jié)時(shí)，風(fēng)窗安裝在上風(fēng)側(cè)，風(fēng)機(jī)安裝在下風(fēng)側(cè)。
2）生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點(diǎn)的調(diào)壓處理
（1）采空區(qū)的漏風(fēng)形式
①并聯(lián)漏風(fēng)
如圖是后退式回采U形通風(fēng)系統(tǒng)工作面采空區(qū)漏風(fēng)分布平面示意圖。
2）調(diào)壓處理方法
①當(dāng)火源或高溫點(diǎn)處于自燃帶Ⅱ中后部（靠近窒息帶）時(shí)，則可用降低漏風(fēng)壓差的方法，減小漏風(fēng)帶寬度，使窒息帶復(fù)蓋高溫點(diǎn)。
②高溫點(diǎn)位于自燃帶的前部，可采用在工作面下端掛風(fēng)簾的方法來減小火源所在區(qū)域內(nèi)的漏風(fēng)，同時(shí)加快工作面的推進(jìn)速度，使窒息帶快速復(fù)蓋高溫點(diǎn)。
③角聯(lián)漏風(fēng)
采空區(qū)內(nèi)除存在并聯(lián)漏風(fēng)外， 還有部分漏風(fēng)與其它風(fēng)巷發(fā)生聯(lián)系， 這種漏風(fēng)叫角聯(lián)漏風(fēng)。
調(diào)壓處理方法：
(1) 在風(fēng)路中安裝風(fēng)門和風(fēng)機(jī)等調(diào)壓裝置，降低漏風(fēng)源的壓能, 提高漏風(fēng)匯的壓能。
(2) 改變相鄰支路的風(fēng)阻比，使之保持：
3）調(diào)壓氣室-連通管調(diào)壓防滅火的原理與應(yīng)用
一般適用于封閉火區(qū)滅火，有單氣室與雙氣室調(diào)壓兩種。
（1）雙調(diào)壓氣室--連通管調(diào)壓原理與應(yīng)用
①布置方式
K1、K2：密閉墻。
F1、F2：輔助密閉墻。
在密閉墻和輔助密閉墻形成的調(diào)壓氣室之間鋪一根金屬管。
②調(diào)壓原理：輔助密閉墻增加火區(qū)的漏風(fēng)風(fēng)阻，降低火區(qū)的漏風(fēng)壓差；連通管與火區(qū)并聯(lián)，起到并聯(lián)分風(fēng)和降壓的作用。
③調(diào)壓時(shí)的火區(qū)動(dòng)態(tài)觀察
（2）單調(diào)壓氣室--連通管調(diào)壓原理與應(yīng)用
①布置方式及其調(diào)壓原理
在回風(fēng)側(cè)構(gòu)成調(diào)壓氣室，同時(shí)利用金屬管將調(diào)壓氣室與火區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)相連。 要消除火區(qū)漏風(fēng)，需滿足下式：
式中：RT--連通管(包括閘門)風(fēng)阻；
RM--輔助密閉墻M與CB巷道風(fēng)阻之和；
RAB，RDA--分別為巷道AB和DA的風(fēng)阻；
②火區(qū)的動(dòng)態(tài)觀測(cè)
4）調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)漏風(fēng)壓差
(1)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)的原則
①增加火區(qū)或采空區(qū)的并聯(lián)(低風(fēng)阻)風(fēng)路；或減少火區(qū)并聯(lián)分支的風(fēng)阻或風(fēng)量(不得在該分支增阻)。
②增加火區(qū)所在分支或其漏風(fēng)流經(jīng)路線上其它分支的風(fēng)阻；在非漏風(fēng)流經(jīng)的路線上減阻。增阻或減阻巷道離火區(qū)、或采空區(qū)越近，效果越好。
③當(dāng)火區(qū)的漏風(fēng)源與漏風(fēng)匯分別處于進(jìn)回風(fēng)井附近時(shí)，應(yīng)設(shè)法降低主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓。
④降低火區(qū)漏風(fēng)源的壓能，增加其漏風(fēng)匯的壓能。
(2)通風(fēng)構(gòu)筑物的合理位置
在有漏風(fēng)源或漏風(fēng)匯附近的風(fēng)路上，設(shè)置增阻型通風(fēng)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)遵循的總原則是：既起到應(yīng)有的風(fēng)流調(diào)節(jié)和控制作用，又不增大火區(qū)或采空區(qū)的漏風(fēng)壓差。
具體而言：
①若在有并聯(lián)漏風(fēng)的風(fēng)路上設(shè)置風(fēng)窗等增阻型通風(fēng)構(gòu)筑物時(shí)，其位置不應(yīng)選擇在漏風(fēng)的源與匯之間。
②在有漏風(fēng)源或漏風(fēng)匯附近的風(fēng)路上安設(shè)增阻型通風(fēng)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)將其設(shè)在漏風(fēng)源的上風(fēng)側(cè)，或漏風(fēng)匯的下風(fēng)側(cè)。
③風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門和密閉墻等控制風(fēng)流的設(shè)施設(shè)置后，應(yīng)使采空區(qū)或火區(qū)同處于進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)側(cè)，以降低其漏風(fēng)壓差。
5.惰性氣體防火
惰性氣體系指不可燃?xì)怏w或窒息性氣體，主要包括氮?dú)?、二氧化碳以及燃料燃燒生成的煙氣（?jiǎn)稱燃?xì)猓┑取?br /> 氮?dú)饧瓤梢匝杆儆行У膿錅缑骰穑挚梢苑乐共煽諈^(qū)遺煤自燃。使用注氮滅火的火區(qū)具有恢復(fù)工作量小、不損壞設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。
1）氮?dú)夥罍缁鹪?
（1）氮?dú)庾⑷氩煽諈^(qū)后具有降低氧濃度的作用；
（2）液氮滅火還具有冷卻降溫作用。在２０℃的環(huán)境溫度下，液氮的汽化熱為４２３kJ/kg。直接用液氮注入火區(qū)時(shí)，液氮?dú)饣?，吸收熱量，使火區(qū)氣體、煤層和圍巖的溫度降低，火區(qū)冷卻會(huì)加速火源熄滅；
（3）在封閉火區(qū)的過程中，氮?dú)庾⑷牖饏^(qū)后，兼有抑爆作用。
2）氮?dú)庵迫?br /> 三種工藝方法：一是深冷空分法99.9%；二是碳分子篩變壓吸附法；三是膜分離法。
3）生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火
向采空區(qū)注入氮?dú)庖鶕?jù)具體條件確定注氮制度（方式）。在有自燃早期預(yù)報(bào)時(shí)，一般應(yīng)采用非連續(xù)注氮，以降低成本。并根據(jù)高溫點(diǎn)的溫度或CO濃度大小選擇注氮強(qiáng)度、注氮口的位置以及注氮時(shí)工作面風(fēng)量選擇等。
4）注氮處理封閉火區(qū)
（1）向封閉火區(qū)注氮。有條件時(shí)注氮過程中逐漸縮封火區(qū)，以提高注氮效果。
（2）定向注氮，目標(biāo)惰化。注氮時(shí)使氮?dú)饬鹘?jīng)火源點(diǎn)，用氮?dú)饬髦脫Q漏風(fēng)氣流；或者用數(shù)個(gè)鉆孔能包圍火源點(diǎn)進(jìn)行注氮，這就是目標(biāo)惰化。
（3）提高注氮效果的途徑 適當(dāng)增加密閉墻的氣密性，限制漏風(fēng)量；增大注氮強(qiáng)度和保持注氮的連續(xù)性；選擇合適的注氮口位置。
關(guān)鍵詞：礦井火災(zāi)預(yù)防
一、防火對(duì)策
礦井火災(zāi)的防治可以采取下列三個(gè)對(duì)策：
１）技術(shù)(Engineering)對(duì)策
(1)災(zāi)前對(duì)策----防止起火、防止火災(zāi)擴(kuò)大
(2)災(zāi)后對(duì)策----報(bào)警、控制、滅火、避難
２）教育（Education）對(duì)策 ----- 知識(shí)、技術(shù)、態(tài)度
３）管理（法制(Enforcement））對(duì)策----制定各種規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，且強(qiáng)制性執(zhí)行。
這三種對(duì)策簡(jiǎn)稱“三Ｅ”對(duì)策。前兩者是防火的基礎(chǔ)，后者是防火的保證。
二、礦井火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
根據(jù)火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，應(yīng)用成熟的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，采集處于萌芽狀態(tài)的火災(zāi)信息，進(jìn)行邏輯推斷后給出火情報(bào)告。
1. 利用人體生理感覺預(yù)報(bào)自燃發(fā)火
1）視力感覺
煤炭氧化初期生成水份，是巷道內(nèi)出現(xiàn)霧氣或在巷道壁掛有水珠。
2）氣味感覺
煤炭從自熱到自燃，產(chǎn)生多種碳?xì)浠?，并產(chǎn)生煤油味、汽油味、松節(jié)油味或焦油味等氣味。
3）溫度感覺
煤炭氧化自燃過程中要放出熱量，因此，從該處流出的水和空氣的溫度較正常時(shí)高。
4）疲勞感覺
煤炭氧化自燃過程中，從自熱到自燃階段都要放出有害氣體，這些氣體能使人頭痛、悶熱、精神不振、不舒服、有疲勞感覺。
2. 氣體成分分析法
一般使用一氧化碳?xì)怏w作為早期識(shí)別煤炭自燃火災(zāi)的指標(biāo)氣體。隨著早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展，也采用碳?xì)漕悮怏w氣體濃度和烷稀壁燈作為早期識(shí)別煤炭自燃火災(zāi)的指標(biāo)氣體。
1）指標(biāo)氣體及其臨界指標(biāo)
能反映煤炭自熱或可燃物燃燒初期階段特征的、并可用來作為火災(zāi)早期預(yù)報(bào)的氣體叫指標(biāo)氣體。
2）常用的指標(biāo)氣體
(1)一氧化碳（ＣＯ）
(3)乙烯
(4)其它指標(biāo)氣體
國(guó)外有的煤礦采用烯炔比（乙烯和乙炔（C2H2）之比）和鏈烷比（C2H6/CH4)來預(yù)測(cè)煤的自熱與自燃。
3.測(cè)量井下發(fā)熱體溫度預(yù)測(cè)自燃火災(zāi)
1）直接測(cè)溫法
煤的自燃發(fā)火，一般經(jīng)過潛伏起、自熱期、自燃期，潛伏期煤體溫度一般不超過700C，自熱期煤溫卡達(dá)到1200C～1500C，自熱期的發(fā)展使煤溫上升到著火溫度而導(dǎo)致自燃。無煙煤的著火溫度為4000C，煙煤的著火溫度為3200C～3800C，褐煤小于3000C。
2）紅外線探溫
煤自燃的條件形成后，煤層溫度逐漸增高，會(huì)發(fā)出紅外線。使用紅外線探測(cè)儀探測(cè)煤體自燃氧化發(fā)出的紅外線強(qiáng)度測(cè)量煤體溫度。
三、外因火災(zāi)預(yù)防
外因火災(zāi)的特點(diǎn)比較突然，來勢(shì)兇猛，而且發(fā)生的時(shí)間與地點(diǎn)往往出乎人的意料之外，常常釀成惡性事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，重大惡性事故90%以上是由外因火災(zāi)引起的。雖然外因火災(zāi)的發(fā)火次數(shù)約占總發(fā)火的25%～30%，但是死于外因火災(zāi)的人數(shù)卻占死于火災(zāi)總?cè)藬?shù)的65%。因此預(yù)防外因火災(zāi)的發(fā)生，已經(jīng)成為煤礦防滅火的重大問題。
1.外因火災(zāi)預(yù)防的分析
主要從兩個(gè)方面進(jìn)行，一是防止失控的高溫?zé)嵩?；二是盡量采用不燃或耐燃材料，同時(shí)防止可燃物大量積存。
2.外因火災(zāi)的預(yù)防措施
1）安全措施
（1）必須制定井上下防滅火措施。
（2）木料場(chǎng)、爐灰場(chǎng)與進(jìn)風(fēng)井的距離不得小于50米。
（3）礦井必須設(shè)地面消防水池和井下消防管路。
（4）新建礦井的永久井架和井口房、以井口為中心的聯(lián)合建筑，必須使用不燃型材料建筑。
（5）進(jìn)風(fēng)井口應(yīng)裝設(shè)鐵門。
2）明火管理
（1）井口房和通風(fēng)機(jī)房附近20米以內(nèi)，不許有煙火或用火爐取暖。
（2）井筒、平硐與各水平的連接處及井底車場(chǎng)、 井下機(jī)電設(shè)備硐室等地點(diǎn)，都必須使用不燃型材料支護(hù)。
（3）井下嚴(yán)禁使用燈泡取暖和使用電爐，井下進(jìn)行電焊、氣焊等工作，每次必須制定安全措施。
（4）井下使用的汽油、煤油和變壓器油、用過的棉紗、布頭、和紙，必須裝入蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi)，由專人送到地面處理。
3）消防材料管理
（1）礦井必須在井上、下設(shè)置消防材料庫。
（2）井下爆破材料庫、機(jī)電設(shè)備硐室、檢修硐室、材料庫等地點(diǎn)，都應(yīng)備有消防器材。
4）外因火災(zāi)初起時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)
（1）標(biāo)志氣體
一般情況下是采用CO和CO2等氣體作為發(fā)生火災(zāi)的標(biāo)志氣體。
（2）使用溫升變色材料涂在機(jī)電設(shè)備的外殼上和容易發(fā)熱的部位，根據(jù)顏色的變化，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)外因火災(zāi)初期的現(xiàn)象。
（3）使用火災(zāi)檢測(cè)器及時(shí)發(fā)現(xiàn)初起火災(zāi)進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)滅火裝置將火災(zāi)破滅。
四、煤炭自燃的預(yù)防
礦井自燃火源的分布規(guī)律為：（1）采空區(qū)，采空區(qū)火災(zāi)占50％以上；（2）煤柱；（3）巷道頂煤；（4）斷層和地質(zhì)構(gòu)造附近。
1.防止煤炭自燃的開采技術(shù)措施
1）合理的進(jìn)行巷道布置
①盡可能采用巖石巷道
②分層相道垂直重疊布置
③分層分掘布置區(qū)段巷道
④推廣無煤柱開采技術(shù)
2）選擇合理的采煤方法和先進(jìn)的回采工藝，提高回采率，加快回采進(jìn)度。應(yīng)選用長(zhǎng)壁式采煤法、機(jī)械化采煤工藝，采用全部陷落法管理頂板。
3）選擇合理開采順序，堅(jiān)持自上而下開采
煤層間采用下行式，即先采上煤層，后采下煤層，上山采區(qū)先采上山區(qū)段，后采下山區(qū)段，下山區(qū)段與之相反；區(qū)段內(nèi)先采上區(qū)段，后采下區(qū)段。
4）選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)
2.預(yù)防性灌漿
預(yù)防性灌漿就是將水和黃土或粉煤灰等不燃性固體材料混合，配置適當(dāng)比例的漿液，然后利用灌漿管道系統(tǒng)將其送往采空區(qū)等可能發(fā)生煤炭自燃的地點(diǎn)，以防止自然火災(zāi)的發(fā)生。
1）灌漿系統(tǒng)
由制漿、輸漿和灌漿三部分組成。
（1）漿液的制備
①漿液性能
對(duì)漿液性能的基本要求是，濃度適當(dāng)，滲透能力強(qiáng)。水土比
②漿材的選取
漿材必須滿足一定的基本要求。
③漿液的制備
（2）漿液的輸送
①輸漿壓力與輸漿倍線
輸送漿液的壓力有兩種。一是利用漿液自重及漿液在地面入口與井下出口之間高差形成的靜壓力進(jìn)行輸送，叫靜壓輸送；當(dāng)靜壓不能滿足要求時(shí)應(yīng)采用加壓輸送。 L----總長(zhǎng)度，H----入出口高差，h—泵壓力
②灌漿管道的選擇
當(dāng)管道中漿液恰好處于無沉積的懸浮狀態(tài)時(shí)的流速，稱為臨界流速(vc)時(shí)，也叫不淤流速。
3）灌漿鉆孔
2）灌漿防火方法
按與回采的關(guān)系分，預(yù)防性灌漿有：采前預(yù)灌、隨采隨灌、采后封閉灌漿等三種方法：
（1） 鉆孔灌漿
在煤層底板的集中運(yùn)輸或回風(fēng)巷道或?qū)ｉT開掘的灌漿巷道內(nèi)，每隔一定距離（10～15m）向采空區(qū)打鉆灌漿，
（2）埋管灌漿
（3）工作面灑漿
（4）綜采工作面插管灌漿
3.阻化劑防火
阻化劑是一些吸水性很強(qiáng)的無機(jī)鹽類，這些鹽類附著在煤粒的表面上時(shí)，能吸收空氣中的水分，在煤的表面形成汗水液膜，從而阻止煤、氧接觸、起到隔氧阻化作用，同時(shí)降低了煤體了溫度。
1）阻化劑的評(píng)價(jià)指標(biāo)及其影響因素
（１）阻化率
A，B--分別為原煤樣和阻化煤樣在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下氧化5小時(shí)放出的CO( pmm) 或SO 2 (mg)。
（２）阻化劑的阻化壽命
阻化劑噴灑至煤體表面后，從開始生效至失效所經(jīng)過的時(shí)間叫阻化劑壽命。單位為月。
阻化劑的壽命可用下式表示： V----衰減速度
τ＝Ｅ／Ｖ
2）阻化劑選擇
煤礦使用的阻化劑有：氯化鈣、氯化鎂、氯化銨以及水玻璃等。以及工業(yè)廢液等。
3）阻化劑防火工藝方法
主要方法是：表面噴灑、用鉆孔向煤體壓注以及利用專用設(shè)備向采空區(qū)送入霧化阻化劑。
4.均壓防火技術(shù)
均壓防滅火的實(shí)質(zhì)：利用風(fēng)窗、風(fēng)機(jī)、調(diào)壓氣室和連通管等調(diào)壓設(shè)施，改變漏風(fēng)區(qū)域的壓力分布，降低漏風(fēng)壓差，減少漏風(fēng)，從而達(dá)到抑制遺煤自燃、惰化火區(qū)，或熄滅火源的目的。
1）調(diào)壓設(shè)施均壓防滅火的原理
（1）調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓的原理
特性：上風(fēng)側(cè)壓力增加，下風(fēng)側(cè)壓力降低。
實(shí)質(zhì)：增阻減風(fēng)，改變調(diào)壓風(fēng)路上的壓力分布，達(dá)到調(diào)壓目的。
前提條件：本分支風(fēng)量允許減少
（2）風(fēng)機(jī)調(diào)壓的原理
在需要調(diào)壓的風(fēng)路上安裝帶風(fēng)門的風(fēng)機(jī)，利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的增風(fēng)增壓作用，改變風(fēng)路上的壓力分布，達(dá)到調(diào)壓目的。
特性：風(fēng)機(jī)前壓力降低，風(fēng)機(jī)后壓力增加。
前提：以增加風(fēng)量為前提。
（3）風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)壓的原理
①風(fēng)窗－風(fēng)機(jī)增壓調(diào)節(jié)
所謂增壓調(diào)節(jié)是指使兩調(diào)壓裝置中間的風(fēng)路上風(fēng)流的壓能增加。
增壓調(diào)節(jié)又可分為風(fēng)量不變和減少兩種。
②風(fēng)窗－風(fēng)機(jī)聯(lián)合降壓調(diào)節(jié)
作降壓調(diào)節(jié)時(shí)，風(fēng)窗安裝在上風(fēng)側(cè)，風(fēng)機(jī)安裝在下風(fēng)側(cè)。
2）生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點(diǎn)的調(diào)壓處理
（1）采空區(qū)的漏風(fēng)形式
①并聯(lián)漏風(fēng)
如圖是后退式回采U形通風(fēng)系統(tǒng)工作面采空區(qū)漏風(fēng)分布平面示意圖。
2）調(diào)壓處理方法
①當(dāng)火源或高溫點(diǎn)處于自燃帶Ⅱ中后部（靠近窒息帶）時(shí)，則可用降低漏風(fēng)壓差的方法，減小漏風(fēng)帶寬度，使窒息帶復(fù)蓋高溫點(diǎn)。
②高溫點(diǎn)位于自燃帶的前部，可采用在工作面下端掛風(fēng)簾的方法來減小火源所在區(qū)域內(nèi)的漏風(fēng)，同時(shí)加快工作面的推進(jìn)速度，使窒息帶快速復(fù)蓋高溫點(diǎn)。
③角聯(lián)漏風(fēng)
采空區(qū)內(nèi)除存在并聯(lián)漏風(fēng)外， 還有部分漏風(fēng)與其它風(fēng)巷發(fā)生聯(lián)系， 這種漏風(fēng)叫角聯(lián)漏風(fēng)。
調(diào)壓處理方法：
(1) 在風(fēng)路中安裝風(fēng)門和風(fēng)機(jī)等調(diào)壓裝置，降低漏風(fēng)源的壓能, 提高漏風(fēng)匯的壓能。
(2) 改變相鄰支路的風(fēng)阻比，使之保持：
3）調(diào)壓氣室-連通管調(diào)壓防滅火的原理與應(yīng)用
一般適用于封閉火區(qū)滅火，有單氣室與雙氣室調(diào)壓兩種。
（1）雙調(diào)壓氣室--連通管調(diào)壓原理與應(yīng)用
①布置方式
K1、K2：密閉墻。
F1、F2：輔助密閉墻。
在密閉墻和輔助密閉墻形成的調(diào)壓氣室之間鋪一根金屬管。
②調(diào)壓原理：輔助密閉墻增加火區(qū)的漏風(fēng)風(fēng)阻，降低火區(qū)的漏風(fēng)壓差；連通管與火區(qū)并聯(lián)，起到并聯(lián)分風(fēng)和降壓的作用。
③調(diào)壓時(shí)的火區(qū)動(dòng)態(tài)觀察
（2）單調(diào)壓氣室--連通管調(diào)壓原理與應(yīng)用
①布置方式及其調(diào)壓原理
在回風(fēng)側(cè)構(gòu)成調(diào)壓氣室，同時(shí)利用金屬管將調(diào)壓氣室與火區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)相連。 要消除火區(qū)漏風(fēng)，需滿足下式：
式中：RT--連通管(包括閘門)風(fēng)阻；
RM--輔助密閉墻M與CB巷道風(fēng)阻之和；
RAB，RDA--分別為巷道AB和DA的風(fēng)阻；
②火區(qū)的動(dòng)態(tài)觀測(cè)
4）調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)漏風(fēng)壓差
(1)調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)的原則
①增加火區(qū)或采空區(qū)的并聯(lián)(低風(fēng)阻)風(fēng)路；或減少火區(qū)并聯(lián)分支的風(fēng)阻或風(fēng)量(不得在該分支增阻)。
②增加火區(qū)所在分支或其漏風(fēng)流經(jīng)路線上其它分支的風(fēng)阻；在非漏風(fēng)流經(jīng)的路線上減阻。增阻或減阻巷道離火區(qū)、或采空區(qū)越近，效果越好。
③當(dāng)火區(qū)的漏風(fēng)源與漏風(fēng)匯分別處于進(jìn)回風(fēng)井附近時(shí)，應(yīng)設(shè)法降低主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓。
④降低火區(qū)漏風(fēng)源的壓能，增加其漏風(fēng)匯的壓能。
(2)通風(fēng)構(gòu)筑物的合理位置
在有漏風(fēng)源或漏風(fēng)匯附近的風(fēng)路上，設(shè)置增阻型通風(fēng)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)遵循的總原則是：既起到應(yīng)有的風(fēng)流調(diào)節(jié)和控制作用，又不增大火區(qū)或采空區(qū)的漏風(fēng)壓差。
具體而言：
①若在有并聯(lián)漏風(fēng)的風(fēng)路上設(shè)置風(fēng)窗等增阻型通風(fēng)構(gòu)筑物時(shí)，其位置不應(yīng)選擇在漏風(fēng)的源與匯之間。
②在有漏風(fēng)源或漏風(fēng)匯附近的風(fēng)路上安設(shè)增阻型通風(fēng)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)將其設(shè)在漏風(fēng)源的上風(fēng)側(cè)，或漏風(fēng)匯的下風(fēng)側(cè)。
③風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門和密閉墻等控制風(fēng)流的設(shè)施設(shè)置后，應(yīng)使采空區(qū)或火區(qū)同處于進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)側(cè)，以降低其漏風(fēng)壓差。
5.惰性氣體防火
惰性氣體系指不可燃?xì)怏w或窒息性氣體，主要包括氮?dú)?、二氧化碳以及燃料燃燒生成的煙氣（?jiǎn)稱燃?xì)猓┑取?br /> 氮?dú)饧瓤梢匝杆儆行У膿錅缑骰穑挚梢苑乐共煽諈^(qū)遺煤自燃。使用注氮滅火的火區(qū)具有恢復(fù)工作量小、不損壞設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。
1）氮?dú)夥罍缁鹪?
（1）氮?dú)庾⑷氩煽諈^(qū)后具有降低氧濃度的作用；
（2）液氮滅火還具有冷卻降溫作用。在２０℃的環(huán)境溫度下，液氮的汽化熱為４２３kJ/kg。直接用液氮注入火區(qū)時(shí)，液氮?dú)饣?，吸收熱量，使火區(qū)氣體、煤層和圍巖的溫度降低，火區(qū)冷卻會(huì)加速火源熄滅；
（3）在封閉火區(qū)的過程中，氮?dú)庾⑷牖饏^(qū)后，兼有抑爆作用。
2）氮?dú)庵迫?br /> 三種工藝方法：一是深冷空分法99.9%；二是碳分子篩變壓吸附法；三是膜分離法。
3）生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火
向采空區(qū)注入氮?dú)庖鶕?jù)具體條件確定注氮制度（方式）。在有自燃早期預(yù)報(bào)時(shí)，一般應(yīng)采用非連續(xù)注氮，以降低成本。并根據(jù)高溫點(diǎn)的溫度或CO濃度大小選擇注氮強(qiáng)度、注氮口的位置以及注氮時(shí)工作面風(fēng)量選擇等。
4）注氮處理封閉火區(qū)
（1）向封閉火區(qū)注氮。有條件時(shí)注氮過程中逐漸縮封火區(qū)，以提高注氮效果。
（2）定向注氮，目標(biāo)惰化。注氮時(shí)使氮?dú)饬鹘?jīng)火源點(diǎn)，用氮?dú)饬髦脫Q漏風(fēng)氣流；或者用數(shù)個(gè)鉆孔能包圍火源點(diǎn)進(jìn)行注氮，這就是目標(biāo)惰化。
（3）提高注氮效果的途徑 適當(dāng)增加密閉墻的氣密性，限制漏風(fēng)量；增大注氮強(qiáng)度和保持注氮的連續(xù)性；選擇合適的注氮口位置。
關(guān)鍵詞：礦井火災(zāi)預(yù)防
