第13讲—矿井火灾与水灾防治—复习

1、1电话公E-mail： ; 杨宏民杨宏民 副所长副所长 高级工程师高级工程师河 南 理 工 大 学 安 全 学 院 瓦斯防治技术及装备研究所第四届国家安全生产专家组成员2一、基本概念（要点）1. 矿井火灾 矿井火灾是指发生在矿井地面或井下、威胁矿井安全生产并形成灾害的一切非控制燃烧。 简单地说：发生在矿井范围内的火灾。2. 矿井火灾特点 井田范围内、受限空间、造成风流紊乱、烟流扩散影响范围大、人员难疏散、引发瓦斯爆炸等次生事故、损失/伤亡严重。3一、基本概念（要点）3. 矿井火灾分类按原因：内因火灾和外因火灾。按发火位置：上行风流、下行风流

2、、进风流按火灾状态：阴燃火灾、明火火灾4. 外因火灾由外来引火源引起的火灾。5. 内因火灾煤炭在一定的条件下，由于自身发生物理化学变化产生热量积聚而导致的火灾。又称自然发火。4一、基本概念（要点）6. 自然发火学说 黄铁矿作用学说、细菌作用学说、酚基作用学说、煤氧复合学说、及近年提出来的自由基作用学说、氢原子作用学说、集团作用说等。7. 煤自然倾向性鉴定 我国现行的煤自然倾向性鉴定方法是煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法，它的执行标准代号是GB/T 20104- 2006。该方法将煤的自然倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃三类。5一、基本概念（要点）8. 煤氧复合学说 煤氧复合学说认为煤自燃根本原因在

3、于煤具有吸附氧的能力和与此相联系的氧化放热作用。 这种氧化反应的特点是分子的基链反应，也就是每一个参加反应的团粒或链上的官能团与氧结合，产生一个新的或多个新的活化键，然后又引起相邻团粒的活化并参加反应。 这一链式反应可以在低温条件下开始，并在反应集聚热量的促使下不断加速，最终导致自燃。6一、基本概念（要点）9. 煤自然发火预测预报方法 测温法、气体分析法、电离法、烟雾法、气味检测法。10. 标志气体 通常把这些能够表征煤自然发火进程的气体或其之间的比值称为自然发火标志气体。 常用的标志气体有CO、CO2、C1-C4烷烃、C2-C4烯烃及C2H2及链烷比、烯烷比等 。7一、基本概念（要点）11.

4、 煤自然发火征兆温度升高、湿度增加、出现煤焦油味、人体感到不适或出现某些病理现象、出现烟雾或明火12. 链烷比 长链的烷烃气体与 甲烷 的比值: C2H6/CH4，C3H8/CH4，C4H10/CH4 长链的烷烃气体与 乙烷 的比值: C3H8/C2H6，C4H10/C2H68一、基本概念（要点）13. 煤自燃倾向性 是煤自然发火危险性评价的首要指标，反映了煤自身的物理化学性质与其自然发火特性之间的关联性，是表征煤自燃能力的本质属性。14. 煤自然发火期 从煤层被揭露、掘进、开采、破碎接触空气之日起，至出现自燃现象或温度上升到自燃点为止的时间。是一个实际生产过程中统计得到数值，一般指（经验）最

5、短自然发火期。是表征煤自燃快慢程度的时间属性。9一、基本概念（要点）15. 隐蔽火源探测方法 隐蔽火源探测方法主要有温度法、磁探法、电阻率法、气体测量法、同位素测氡法、无线电波法、地质雷达法、遥感法和计算机数值模拟法等。16. 测氡法火源探测原理 当地下煤层发生氧化升温或自燃时，放射性氡的析出率会随温度的升高而增强。通过测定氡的放射性异常，在数据处理的基础之上圈定出火源的位置、范围和变化趋势。10一、基本概念（要点）17. 常用的测氡法 CD-1 杯法：地面网格布置杯收集氡辐及子体的射量，再用专用仪器检测，专用软件分析氡析出异常区，确定火区范围。18. 磁探法原理 煤层上覆岩层中的菱铁矿及黄铁

6、矿结核受到高温烘烤，其中铁质成分发生物理化学变化，形成磁性矿物,并且烧变岩(因煤层燃烧而变质的岩石)由高温冷却后保留有较强的热剩磁。根据磁异常区确定火区位置。11一、基本概念（要点）19. 电阻率法原理 煤层自然发火时引起的孔隙率和含水率的变化，导致地层电阻率变化，测定地层电阻率的变化，来确定高温异常区的位置与范围。20. 灌浆防灭火的机理 隔氧； 降温； 堵漏。12一、基本概念（要点）21. 输浆倍线是指泥浆在输送管路内流动时，输浆管路的总长度与输浆高差之比。静压注浆时：动压注浆时：式中： N输浆倍线； L 输浆总长度，m； Z 输浆总高差，m； h 注浆动压压头，m(水柱)。ZLN hZL

7、N13一、基本概念（要点）22. 阻化剂的概念 在化学上，凡是能减小化学反应速度的物质皆称为阻化剂。阻化例亦称阻氧剂，是具有阻止氧化和防止煤炭自燃作用的一些盐类物质。23. 阻化剂寿命阻化剂喷洒至煤体表面后，从开始生效至失效所经过的时间，单位为月。14一、基本概念（要点）24.火风压矿井发生火灾时，通风网路中出现的附加热风压称为火风压。也称火风压为矿井火灾时期自然风压的增量。火风压实质就是自然风压，只不过这种自然风压不是由井巷空气自然温差引起的，而是由火灾作用引起的。25.节流效应由于火灾温度的影响，使空气温度上升，体积膨胀，导致单位时间内的风流质量流量降低，表现出对风流的阻碍作用。15一、基

8、本概念（要点）26.风流逆转 由于火风压和节流作用的影响，导致部分巷道风流方向发生变化，称为风流逆转。 是同一种流体单向流动。27.烟流逆退 当火势迅猛时，烟气生成量大，在浮力效应和节流效应的作用下，一方面烟流沿原风流方向蔓延，另一方面则沿进风方向的巷道上方蔓延，巷道下部仍为进风流。16一、基本概念（要点）28.煤矿防治水的基本方针预防为主，防治结合。29.煤矿防治水的基本原则预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采。17一、基本概念（要点）30.矿井突水井巷、工作面与水源接近或沟通而突然导致的出水事故。31.防水煤柱凡是煤层与含水层或含水带的接触地段，预留一定宽度的煤层不采，使工作面与地下水源

9、或通道保持一定距离，以防止地下水流入工作面，留下不采的煤柱，称为防水煤柱。 。18二、简答及论述（要点）1. 限制红外线探测隐蔽火源应用的主要因素l探测的是表面温度，无法得知深部温度；l煤、岩为热的不良导体，温度梯度大；l无法透过空气隔层、地质构造的接触面等。2. 示踪气体应具备的条件l安全性，无色、无臭、无毒；l混溶性，气态、分子量小、易与空气混合；l稳定性：水溶度低、不易氧化、不易分解；l本底低：天然本底值低(大气中含量极低)l检知度低：最小检知度低，释放和采样方便l来源方便：容易制取，来源方便、成本低。19二、简答及论述（要点）3. 采空区漏风主要形式l回采工作面小并联扩散漏风；l上下邻

10、近采空区间的漏风；l采空区后部漏风4. 示踪气体释放、接收方法释放： 定性一次释放、定量连续匀速释放、定量重复均匀释放。接收： 不锈钢罐、聚乙烯瓶、橡胶球胆/铝箔袋、采样泵、直接分析。20二、简答及论述（要点）5. 开拓开采技术防火总体要求l巷道要尽量少切割煤层，减少煤层暴露面;l提高回采率，减少丢煤量，从根本上消除自燃物质；l限制或阻止空气流入和渗入疏松煤体，消除自燃供氧条件；l合理的通风系统，使不可避免的漏风减小到不支持自燃的风量之下；并使其作用时间小于最短自然发火期。21二、简答及论述（要点）6. 无煤柱开采对防灭火工作的意义，主要实现手段l无煤柱开采就是开采设计取消了巷间煤柱，防止煤柱

11、压裂漏风而引起自燃。l采用“沿空留巷”，即上区段回采时，维护好上区段运输巷作为下区段回风巷。取消煤柱l采用“沿空掘巷”，即沿采空区新掘一条巷道作为下区段回风巷。22二、简答及论述（要点）7. 开区均压防灭火方法有哪些？风门开区均压时风门应设在进风侧还是回风侧？l 调节风窗调节、风机调节、风机-风窗联合调节l 回风侧8. 闭区均压防灭火方法有哪些？l风门风窗调节法；l风筒风机调节法；l调压气室调节法；l调整通风网络均压法（开放并联风路、 改变通风方式、 角联风阻调整、 漏风通道角联化、 矿井主扇调风）。23二、简答及论述（要点）9. 简述制氮方法、原理及注氮方法。l深冷空分、变压吸附、膜分离l埋

12、管注氮、拖管注氮、钻孔注氮、插管注氮、墙内注氮、旁路式注氮10. 燃油惰气灭火优缺点？l优点：发生量大。l缺点：高温、CO、O224二、简答及论述（要点）11.简述下行风流火灾和上行风流火灾的防治要点及其注意事项。1）上行风流发生火灾时，火风压方向与风流方向相同，不易造成风流逆转，但应注意减小进风流风量，控制火势，防止烟流滚退。灭火时应处于火源上风侧的水平巷道中，防止火灾燃烧物滚落伤人。2）下行风流发生火灾时，火风压方向与风流方向相反，容易造成风流逆转，应适当加大进风风压，防止风流逆转，灭火时应处于上风侧一定距离，防止烟流逆退导致人员中毒。25二、简答及论述（要点）12.胶体防灭火机理及特点。

13、机理：1)吸热降温作用；2)堵漏风作用; 3)保水作用; 4)阻化作用。特点：1)安全性;2) 流动渗透性；3) 稳定性；4) 可堆积性；5) 阻化性；6) 经济性。压注工艺：1)单箱单泵式；2)双箱单泵；3)双箱双泵；4)半自动式。26二、简答及论述（要点）13. 火灾事故预防和控制的“3E”对策。 Engineering (技术对策：灾前预防、灾害控制、灾后救援)。 Education(教育对策：安全知识、安全技术、安全态度)。 Enforcement (强制对策：法律、法规、规程、规程、标准)。27二、简答及论述（要点）14. 辨析煤自然倾向性和煤自然发火期。 概念l 煤自燃倾向性是反映

14、煤自然发火难易程度的本质属性，由煤自身的物理化学性质决定的。l 自然发火期是表征煤自燃快慢程度的时间属性，它是指煤自揭露接触氧气到发生自燃的时间，他的大小用以月作单位时间来表示。2)属性：本质属性V时间属性3)测试方法：实验室测试确定V统计、类比、模拟实验4)应用：我国现行：色谱吸氧鉴定法，授权鉴定。28二、简答及论述（要点）15.电气火灾的主要原因有哪些。1) 短路；2)过负荷；3)接地故障；4)接触不良；5)漏电；6)静电；7)照明设备。16.胶带输送机的发火原因。1)摩擦原因: 皮带-主动滚筒；皮带-被动滚筒；皮带-托辊。2)非摩擦原因：联轴器高温油；煤炭等着火。29二、简答及论述（要点

15、）17.胶带输送机的发火监测方式及优缺点。监测方式：1) 单点式；2)多点式；3)缆式。传感器类型：烟雾、熔断器、温度传感器、热敏材料、红外、光纤、雷达、放射性等。优缺点：感温方式、报警方式、动作方式、灭火。18. 风流逆转发生条件及危害。1)下行风倾斜、竖直巷道；2)火风压大于通风压力。u风量减小；u风流逆转：瓦斯积聚、逆转入进风、循环入火区、隔断撤退路线。30二、简答及论述（要点）19.为何在采取防灭火措施时不能轻易停止主扇。1)火势变化和发展非常复杂，随时都有可能变化；2)主扇停止后失去了认为调整风流的能力；3)主扇停止后，重新启动需要的时间长；4)可采用主扇风流短路、变频降风的方法解决

16、。20. 矿井反风方式及使用条件。1) 全矿井反风；2)区域反风；3)局部反风。1)进风井筒、进风井地车场、进风侧硐室；2)水平进风大巷、采区进风大巷; 3) 区段进风巷、工作面进风巷。31二、简答及论述（要点）21. 用水、黄泥浆等液体材料灭火时，应遵守哪些原则。 从外围开始，逐渐推向中心； 从高位灭火，及俗称“劈头浇”； 采取措施防治突水、溃浆等事故发生。32二、简答及论述（要点）22. 试说明当前防治煤自然发火的主要方法及其原理，各自的优缺点是什么？1）开拓开采技术防火措施： 开拓方式、开采方法、开采顺序2）注浆防灭火技术3）阻化剂防灭火技术4）均压防灭火技术5）惰性气体防灭火技术6）泡

17、沫防灭火技术7）胶体防灭火技术33二、简答及论述（要点） 23. 分别论述发生进风流火灾和回风流火灾时，应该采取哪些防火措施？1）进风流火灾控制进风量；关闭通向生产区的风门；为烟流选择一条最近的排出矿井的风路；反风；行之有效的灭火措施2）回风流火灾保持风流方向不变，增大进风量，防止风流逆转；清理回风风路，使之畅通；监测风流瓦斯浓度，防止瓦斯超限；行之有效的灭火措施34二、简答及论述（要点） 24. 火区封闭顺序及优缺点？两端同时封闭的基本步骤。1)顺序 先进后回；先回后进；同时封闭2)优缺点 人较安全，压能降低，瓦斯涌出量增加，易集聚； 人中毒、撤退难，压能升高，改善瓦斯积聚； 人安全，易撤退

18、，防止瓦斯超限，爆炸危险性小。3)步骤进风侧建闭，流通风口；回风侧建闭，留口；约定封闭。35二、简答及论述（要点）25. 灌浆防灭火方法采前预灌：针对上部、邻近采空区（老空区）随采随灌：钻孔注浆、小巷钻孔注浆、埋管注浆采后灌浆：重点区域：两道两线26. 灌浆防灭火的优缺点 优点：制浆工艺简单、成本低、有效期长、兼防/灭功能。 缺点：不能到达高位、拉沟现象。36二、简答及论述（要点）27. 阻化剂防灭火机理负催化作用包裹、隔氧作用蓄水降温作用3728. 阻化防灭火工艺压注阻化剂溶液汽雾阻化喷洒阻化剂溶液29. 汽雾阻化原理 汽雾阻化防火其实质就是将阻化剂水溶液通过雾化器雾化成为阻化剂汽雾。汽雾的

19、微小雾粒可以依漏风风流为载体飘移到采空区漏风所到之处，从而达到防火目的。二、简答及论述（要点）3830. 阻化防灭火优缺点优点：工艺简单、防灭火效果好、有效利用工业废料、成本低。缺点：腐蚀性强、影响煤质、污染地下水31. 均压防灭火原理 利用风窗、风机、连通管和调压气室等设施，均衡进、回风侧两端通风压力，减少漏风供氧。二、简答及论述（要点）3932. 惰性气体防灭火原理惰气防灭火实质就是降低煤炭氧化环境的氧浓度，阻隔氧气补给，使煤的氧化因缺氧而延缓、停止。氮气、燃油惰气、液氮、CO2防灭火二、简答及论述（要点）4033.简述我国煤矿水灾防治的7个基本措施。探探：地下水的钻探，坚持：地下水的钻探

20、，坚持“有疑必探、先探后掘有疑必探、先探后掘”的的原则。钻探原则。钻探静压水静压水：老空、老窑、老巷、邻矿积：老空、老窑、老巷、邻矿积水；钻探水；钻探承压水承压水：含水层、导水断层、含水裂隙：含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞和陷落柱。密集带、溶洞和陷落柱。放放：地下水的探放，采取必要的放水、排水措施，降：地下水的探放，采取必要的放水、排水措施，降低水压，消除突水隐患。低水压，消除突水隐患。排排：预先排水和疏干，对煤层顶板、含水层进行疏干，：预先排水和疏干，对煤层顶板、含水层进行疏干，使水压降低至采煤安全水压；并利用排水系统将使水压降低至采煤安全水压；并利用排水系统将涌出的水排到地面。涌出

21、的水排到地面。二、简答及论述（要点）4133.简述我国煤矿水灾防治的7个基本措施。隔隔：留防水隔离煤柱，包括：断层、井田边界、水平、：留防水隔离煤柱，包括：断层、井田边界、水平、采区、水淹区（老窑积水区）、地表水体（水库、采区、水淹区（老窑积水区）、地表水体（水库、河流、海洋）、冲积层等处的隔离煤柱。河流、海洋）、冲积层等处的隔离煤柱。堵堵：注浆封堵，采用注浆堵水的方法，主要有：壁后：注浆封堵，采用注浆堵水的方法，主要有：壁后注浆、止浆垫注浆堵水、注浆帷幕截流堵水等。注浆、止浆垫注浆堵水、注浆帷幕截流堵水等。截截：防水闸门截流，设置防水闸、防水墙等。：防水闸门截流，设置防水闸、防水墙等。测测：

22、水害预测，采用突水系数和脆性系数等参数进行：水害预测，采用突水系数和脆性系数等参数进行预报。预报。二、简答及论述（要点）421.填空准确、规范。不作解释说明、不拓展发挥。准确、规范。不作解释说明、不拓展发挥。例：例：煤矿水害防治的基本原则是煤矿水害防治的基本原则是()、( )、()、()。三、答题技巧及要求预测预报预测预报有疑必探有疑必探先探后掘先探后掘先治后采先治后采432.名词解释（1）基本概念（要点）基本概念（要点）（2）扩展部分。）扩展部分。如必要的解释、说明。如必要的解释、说明。举例举例1：标志气体标志气体：通常把这些能够表征煤自然发火进程的气：通常把这些能够表征煤自然发火进程的气体

23、或其之间的比值称为自然发火标志气体。体或其之间的比值称为自然发火标志气体。我国常用的标志气体有我国常用的标志气体有CO、C2H4和和C2H2，以及烯烷，以及烯烷比和链烷比等。比和链烷比等。三、答题技巧及要求442.名词解释举例举例2：输浆倍线：常指泥浆在输送管路内流动时，输浆管路的总长度与输浆高差之比。 动压注浆时则是指输浆管路总长度与注浆动压压头与输浆总高度之和的比值。(*可用文字叙述，也可用公式)静压注浆时：动压注浆时：式中： N输浆倍线； L 输浆总长度，m； Z 输浆总高差，m； h 注浆动压压头，m(水柱)。三、答题技巧及要求ZLN hZLN453.简答题（1）涵盖全部题中要求条目。）涵盖全部题中要求条目。（2）条目作必要的解释。）条目作必要的解释。如说明、规律、定义等。如说明、规律、定义等