火区的封闭与启封课件

1、火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 封闭顺序优点缺点适用条件 先进风巷、 后回 风巷 迅速减少向火区的供氧，使火势因缺氧 而大大减弱，减少了流向回风侧的 烟流量，为构建回风侧的防火墙创 造条件。 1.易导致火区压力降低而 “抽吸”瓦斯； 2.可能引起风流紊乱； 3.风流与瓦斯混合，可能 引发爆炸。 适用于火区瓦斯浓度较 低且不与采空区或 高瓦斯积聚区相连 的情况 进、回风 巷同 时封 闭 1. 火区封闭耗时少，能尽快切断供氧 2.火区封闭前仍能保持通风，火区可 燃气体浓度不易达到爆炸界限 安全性与进回风侧

2、能否保 证同步封闭密切相关， 井下由于通讯的困难 和条件的复杂性，较 难按预定时间完成同 时封闭 应用范围较广，应用较 为普遍，高、低瓦 斯矿井均可采用 先回风巷、 后进 风巷 1.反转回流的惰性烟气能惰化火区； 2.火区气压升高，抑制瓦斯涌出。 1.易发生风流紊乱，造成 可燃高温烟气回流至 火区，引起爆炸； 2. 在进风侧未封闭的情 况下，回风侧的防火 构筑墙工作比较艰苦 ，危险性也更大。 一般不宜采用，有 些情况下也可以考 虑：1.火势不大、 温度不高、瓦斯含 量低，用以截断火 源蔓延； 2.高瓦斯区域，防火 墙和火源之间存在 瓦斯源。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 火区的封闭

3、与启封课件火区的封闭与启封课件 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 风障临时防火墙风障临时防火墙 木板临时防火墙木板临时防火墙 木段防火墙木段防火墙 砖防火墙砖防火墙 混凝土防火墙混凝土防火墙 多层混合式防火墙多层混合式防火墙 沙袋耐爆防火墙沙袋耐爆防火墙 石膏耐爆防火墙石膏耐爆防火墙 水封的方法水封的方法 改进的耐爆防火墙改进的耐爆防火墙 （形状、缓冲设施）（形状、缓冲设施） 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 水封的方法水封的方法 白芨沟煤矿高瓦斯特大火区水封示意图 局部水封火区示意图 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 p采用水封时，可以远程操作，安全可靠，具采用水封时

4、，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有操作简单、严密性好、充分隔爆以及启封方 便的优点；便的优点； p水封技术不同于水淹，它只是对火区进风侧水封技术不同于水淹，它只是对火区进风侧 或回风侧的低位巷道进行水封，需水量少，实或回风侧的低位巷道进行水封，需水量少，实 施较为容易。施较为容易。 水封的方法水封的方法 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 p采用水封时，可以远程操作，安全可靠，具采用水封时，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有操作简单、严密性好、充分隔爆以及启封方 便的优点；便的优点； p水封技术不同于水淹，它只是对

5、火区进风侧水封技术不同于水淹，它只是对火区进风侧 或回风侧的低位巷道进行水封，需水量少，实或回风侧的低位巷道进行水封，需水量少，实 施较为容易。施较为容易。 水封的方法水封的方法 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 封闭火区范围要小封闭火区范围要小 防火墙的数量要少防火墙的数量要少 封闭的时间要快封闭的时间要快 封闭的密封性要严封闭的密封性要严 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 进风侧防火墙位置选择 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 导风夹墙防火墙 图 新鲜风流近处布置密闭墙 封闭火区形成盲巷通风 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 火区的封闭与启封课件火区的封闭与

6、启封课件 i f QQr 42 424 i mn CHCOHCH d C HCHH CO dddd r G rrr r GGGG Qf：爆炸性气体的产生量，m3/s Q：供风量，m3/s ri：火区产生的可燃气体i的浓度 i r 表示火区可燃气体浓度之和 i d G为可燃气体i的爆炸浓度下限 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 min 1 d f da G QQ Gr Gd：火区可燃气体的爆炸下限，； ra：进入火区空气中的可燃气体含量， 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 () ln () zfffza fzzfffzd Q rQQQ r V QQQ rQQQ G 火区的封闭与启

7、封课件火区的封闭与启封课件 () ln () zfffza fzzfffzd Q rQQQ r V QQQ rQQQ G 火区爆炸时间，s； V封闭火区的体积，m3； Qz火区的供风量，m3/s，Qz Qmin； Qf火区各种爆炸性气体的产生量之和，m3/s； rf火区产生的爆炸性气体浓度之和，； ra向火区供风的空气中的可燃气体含量，； Gd火区可燃混合气体的爆炸下限，。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 2 2 2 2 (1) * CO VCO O OQ 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 火区内的空气温度下降到火区内的空气温度下降到3030以下，或与火灾发生前该区的日以下，

8、或与火灾发生前该区的日 常空气温度相同常空气温度相同; ; 火区内空气中的氧气浓度降到火区内空气中的氧气浓度降到5.05.0以下；以下； 火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内 逐渐下降，并稳定在逐渐下降，并稳定在0.0010.001以下以下； 火区的出水温度低于火区的出水温度低于2525，或与火灾发生前该区的日常出水温，或与火灾发生前该区的日常出水温 度相同；度相同； 上述上述4 4项指标持续稳定的时间在项指标持续稳定的时间在1 1个月以上。个月以上。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 封闭火区内氧气浓度低于封闭火

9、区内氧气浓度低于5 5时，火势将逐渐减弱直至熄灭。时，火势将逐渐减弱直至熄灭。 氧气浓度在氧气浓度在2 2以下时，火将完全熄灭。但即使在火区中氧气浓以下时，火将完全熄灭。但即使在火区中氧气浓 度为零的条件下，火区内可燃物的阴燃仍能够长期持续下去，度为零的条件下，火区内可燃物的阴燃仍能够长期持续下去， 因为煤层特别是特厚煤层具有较强的吸附氧气的能力，所吸附因为煤层特别是特厚煤层具有较强的吸附氧气的能力，所吸附 的氧气足以支持阴燃的进行。的氧气足以支持阴燃的进行。 由于焦炭对由于焦炭对COCO有较强的吸附作用，火区燃烧所产生的有较强的吸附作用，火区燃烧所产生的COCO可能被可能被 焦炭所吸附。故即

10、使所测定的焦炭所吸附。故即使所测定的COCO浓度为零，也不能据此就认为浓度为零，也不能据此就认为 火源完全熄灭。火源完全熄灭。 由于矿井情况复杂，部分火区的瓦斯涌出量比较大，可能使燃由于矿井情况复杂，部分火区的瓦斯涌出量比较大，可能使燃 烧产生的气体浓度下降，但这不意味着火源已熄灭。烧产生的气体浓度下降，但这不意味着火源已熄灭。 对封闭性较好盲巷或大型火区或采用均压防灭火措施的火区，对封闭性较好盲巷或大型火区或采用均压防灭火措施的火区， COCO很难散失，即使火源熄灭不再产生很难散失，即使火源熄灭不再产生COCO，COCO也可能长期存在。也可能长期存在。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课

11、件 先用局部通风机风筒和风幛等通风设施对密闭墙进行通风，同先用局部通风机风筒和风幛等通风设施对密闭墙进行通风，同 时确定火区气体的排放路线，并撤出该路线上的人员；时确定火区气体的排放路线，并撤出该路线上的人员； 打开一个回风侧防火墙，过一定时间（根据现场情况确定），打开一个回风侧防火墙，过一定时间（根据现场情况确定）， 再打开一个进风侧防火墙。开启时应先开个小孔，然后逐渐再打开一个进风侧防火墙。开启时应先开个小孔，然后逐渐 扩大，严禁一次将防火墙全部打开；扩大，严禁一次将防火墙全部打开； 保持足够通风量，使火区气体特别是瓦斯沿着预定的路线，保保持足够通风量，使火区气体特别是瓦斯沿着预定的路线，

12、保 持在规定允许的瓦斯浓度（持在规定允许的瓦斯浓度（0.750.75）以下排出；）以下排出； 让火区气体排放持续一段时间，期间进行检测，若无异常现象让火区气体排放持续一段时间，期间进行检测，若无异常现象 再相继打开其余防火墙，若发现尚有高温点存在，则应采取直再相继打开其余防火墙，若发现尚有高温点存在，则应采取直 接灭火的方法立即扑灭并撤离不必要的人员。接灭火的方法立即扑灭并撤离不必要的人员。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 （1）以距进风巷原防火墙最近的新鲜风流处为基地，将其作为 地面指挥中心和现场救护人员联系的桥梁； （2）在主要进风巷处构筑锁风防火墙，墙上留设风门，以便于 人员进

13、出；锁风防火墙与原防火墙之间留出56m的距离，便于材 料贮备和人员作业。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 （3）启封人员进入锁风防火墙与原防火墙之间的临时密闭后关上风门， 在原防火墙上打开一个缺口以满足人员的通行，缺口要悬挂风帘形成锁 风室；对临时防火墙和原防火墙之间的空间进行清理，防止妨碍人员的 通行和紧急情况下的撤退；在确认封闭区内气体不至于对人员构成威胁 的前提下，才可以从缺口进入封闭区。 （4）救护人员进入原防火墙内，进一步测定和分析大气成分、温度、 压力、巷道环境的基础上，确定下一道锁风防火墙的构建位置和构筑材 料，该位置同时还应综合考虑救护人员的作业时间、作业内容、与指挥

14、 中心的联络能力和火区状况等各方面因素。 （5）救护人员携带塑胶风障、马蹄钉、射钉枪和其它工具、材料进入 在选定的位置构筑新的带风门的锁风防火墙。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 （6）拆除两道锁风防火墙之间的原封闭防火墙，并及时清理，以免妨碍 通行。 （7）打开原锁风防火墙的风门通入新鲜风流。在有多条巷道相连的地区， 可以考虑控风，使新鲜风流经过相应区域，同时应注意采取逐段通风的方式， 不要过早通入过大风流。 （8）救护人员对新建的锁风防火墙进行修补和加固，若条件允许的话， 在锁风防火墙外可再构建一个防火墙以减小漏风。 （9）将原联络基地移近新建的锁风防火墙，并重复由（2）至（8）

15、的步 骤，逐步向着火带推进。在整个推进过程中，应始终保持火区处于封闭隔离 状态。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 2003年10月24日，宁夏白芨沟煤矿2421-1综放面的采空区发生 瓦斯爆炸，引起了大范围的火灾，因灾情不断扩大，被迫将全 矿井封闭。火区封闭后，中国矿业大学与宁煤集团组成课题组 承担了该火区的灭火、抑爆、缩封、启封及防复燃技术的指导 工作。在该火区的治理中，通过远距离水封抑爆、通过地面灭 火钻孔大流量注三相泡沫、大流量注氮抑爆和惰化火区、高瓦 斯火区水封巷道的锁风启封、氮气喷雾降温、均压启封火区及 防复燃等一整套灭火、抑爆、缩封、启封及防复燃技术，扑灭 并安全启封了该

16、特大型火区。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 白芨沟煤矿2421-1工作面走向平均长为1480 m，倾斜平均宽为 155 m，设计平均采厚10 m，其中机采高度3 m，放顶高度7 m。 煤层倾角018，平均倾角6。工作面共布置了运顺、1号工艺 巷、2号工艺巷、顶板瓦斯巷和回顺等5条巷道，如图所示。 2003年10月24日，该工作面采空区发生瓦斯爆炸，随后又在工 作面下部发现明火，初期救灾时决定对该工作面封闭，但在封 闭过程中，灾情不断扩大，被迫将全矿井封闭。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 1700回风通路 1660中巷 二 川 2421（一）工作面 三 号 联 络 上 山

17、 密闭 2421一号工艺巷 1640南中巷 火 运顺 边 界 回 风 上 山 三 川 1600进风通路 2421（一）顶板瓦斯巷 2421二号工艺巷 回顺 三 川 风门 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 1 1）锁风、注氮和逐段启封）锁风、注氮和逐段启封 高瓦斯火区水封巷道一旦排水启封，火区内的灾害气体会 向外涌出，危及救灾人员的安全；同时，新鲜空气又会进 入到火区，若火区未熄灭，还会出现复燃，甚至发生爆炸。 因水封巷道的排水解封是一个渐进的过程，实施锁风困难， 人员进入构筑密闭难度大。为了保证水封巷道

18、的安全启封， 采用锁风、注氮和逐段启封技术： 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 1 1）锁风、注氮和逐段启封）锁风、注氮和逐段启封 （3）在联络巷口逐一露出到设计水位时，快速施工联络巷内的密闭，以 切断与火区的联系，确保启封的安全。 （1）锁风排水。对水淹区内严格锁风，排水过程中大流量注氮（1800 m3/h 及以上），保持排水巷道空间的惰化状态。 （2）分段限量排水，逐段解封。利用巷道坡度，由高及低（南北）对因排 水后露出的联络巷口及时进行密闭，以确保巷道逐段启封的安全。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 2 2）氮气喷雾降温启封）氮气喷雾降温启封 因煤岩的热传导性低，封闭的

19、火区内散热较困难，巷道刚启封时， 巷内气体温度高达43。对此，采用了氮气喷雾降温启封技术。 氮气喷雾是水在高压氮气流及较高温度环境作用下发生雾化，形 成粒径为10200m的弥散氮气雾，由于雾滴的表面积比水大得 多，更易蒸发和运移带走热量，因此氮气喷雾具有显著的降温效 果；大量氮气的注入还能进一步保持火区的惰化状态。氮气喷雾 降温与惰化技术为冒顶巷道的安全启封和修复提供了有利的工作 条件。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 3 3）特大型火区均压启封与防复燃技术）特大型火区均压启封与防复燃技术 特大型火区内积存有大量的瓦斯和火灾气体，采用常规的通风启封 方法和锁风启封方法均不能在短时间内

20、有效控制有害气体的涌出， 为此，采用均压启封方法。即在工作面回风巷道内设置调节风门和 局部通风机，以提高工作面内的通风压力，避免采空区内火灾气体 与瓦斯的涌出，如图所示。与主要用于防止漏风和窒息火区的常规 均压方法不同，特大型火区均压启封方法的技术特点在于：控风范 围广，风量与风压的调节量大、要求精度高，因此实施难度大。在 实施均压措施中，为增大供风量，采用2台局部通风机并联供风，风 量达760 m3/min；为了准确控制通风压力，在调解风门内外都安设 了压差计，通过压差计读数，达到精确调节风门内外压差的目的。 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 3 3）特大型火区均压启封与防复燃技术）特大型火区均压启封与防复燃技术 火区的封闭与启封课件火区的封闭与启封课件 3 3）特大型火区均压启封与防复燃技术）特大型火区均压启封与防复燃技术 采用均压启封方法后，启封区