项目一-矿井火灾概述

1、项目一-矿井火灾概述项目一矿井火灾概述一、项目教学介绍（1个学时）二、任务引入及讲解（多媒体课件，5个学时）知识点矿井火灾的概念矿井火灾的危害矿井火灾的各种分类方法各类火灾的特征技能点熟悉矿井火灾的概念能说出矿井火灾的危害熟悉矿井火灾的各种分类方法掌握各类火灾的特征三、相关知识任务一矿井火灾的概念及危害一、矿井火灾概念（一）燃烧1、燃烧的特征燃烧：可燃物和氧化剂在空间发生激烈化学反应的过程。化学上所说的燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和发烟现象。燃烧反应的三个特征：放热、发光和生成新物质。2、燃烧的三个条件：燃烧必须同时满足三个条件：燃料（可燃物）、助燃物（氧化剂）

2、和热源，通常称为燃烧三要素。1）燃料（可燃物）凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起剧烈反应的物质都称为可燃物质。如木材、纸张、棉花、布匹、草类、酒精、煤炭等。2）助燃物（氧化剂）凡能够帮助和支持燃烧的物质都叫做助燃物质。如空气、氧气、氯气以及氯 化钾、高镒酸钾等氧化剂。3）热源凡能够引起可燃物质燃烧的热能源都叫做点火源。如明火、电焊的火花、烟 囱冒出的火星、电火花、化学反应热、高热物体等。3、燃烧的形式矿井火灾中可燃物可分为固态（如煤、木材、橡胶、合成高分子化合物等）1 / 24项目一-矿井火灾概述气态（如瓦斯、热解产生的各种挥发性气体、一氧化碳等）、液态（如燃油、润滑油等）三大类。他们在井下火灾

3、中的燃烧形式有以下几种：1）扩散燃烧扩散燃烧也成气体燃料燃烧。如气割、液化气炉中的燃烧都属于扩散燃烧。2）分解燃烧分解燃烧出现于固体和部分液体燃料的燃烧中。如木材、煤炭、橡胶、合成 高分子化合物等固体燃料，柴油、煤油、润滑油等高沸点油脂类流体以及蜡、沥 青等固体烧类物质的燃烧。矿井火灾时期，着火带中的燃烧带燃烧即属于这一类型。3）表面燃烧表面燃烧发生于固体燃料燃烧的后期。在矿井火灾中，着火带中的焦化带燃 烧就属于这一类型。4）预混燃烧可燃气体与空气预先充分混合的燃烧成为预混燃烧。预混燃烧在混合气体分 布空间快速蔓延，在一定条件下会转变为爆炸。4、富氧燃烧和富燃料燃烧1）富氧燃烧富氧燃烧具有与地

4、面火灾相似的燃烧和蔓延机理，也成为非受限燃 烧。特点：燃烧后缘范围小，或是强度小，蔓延速度较低，耗氧量少，氧的剩余 量大。2）富燃料燃烧在地面火灾中，由于此类火灾仅发生在一些空间受限制或通道断面较小、供氧受限的情况下，故也称为受限火灾。基于其下风侧烟气氧浓度接近于零的特征， 一般称之为富燃料类火灾或贫氧类火灾。特点：跳蛙”现象，即多个间断火源点就像青蛙跳跃落脚点一样。（二）矿井火灾火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的伤害。矿井火灾是指发生在煤矿井下或地面井口附近，威胁到矿井安全生产，造成 损失的非控制燃烧。如地面井口房、通风机房失火或井下皮带着火、煤炭自燃等 都是非控制燃烧，均属矿井火

5、灾。二、矿井火灾危害1、产生大量的高温烟流，造成人员伤亡2、引起瓦斯、煤尘爆炸，使灾情扩大。3、引起矿井风流状态紊乱风流逆转、烟流逆退、烟流滚退。逆转是以同种流体单向流动为主，逆退是不同流体（烟流与新鲜风流）异向 流动。滚退是在同一断面上既有新风和烟流的异向流动，又有烟流翻卷引起的同 种流体异向流动。滚退是逆退和逆转发生的先兆。4、破坏矿井正常生产秩序。2 / 24项目一-矿井火灾概述任务二矿井火灾分类及其特征一、按引火源分类1、外因火灾外因火灾是外部高温热源(如放炮、烧焊、电路短路、明火等)引起可燃物 质燃烧造成的火灾。外因火灾多数发生在井口房、井筒、井底车场、石门及机电胴室和有机电 设备的

6、巷道等地点。特点：火源明显、发生突然、来势凶猛等。2、内因火灾内因火灾是煤炭或其他可燃物在一定的条件和环塔下，本身发生物理化学变化，产生并聚集热量导致着火而形成的火灾，也称自然发火。内因火灾大多发生在采空区、遗留的煤柱、破裂的煤壁、煤巷的高冒处以及 浮煤堆积的地点。特点：发生和发展缓慢、需经入段时间、有预兆，火源比较隐蔽。二、按发火地点分类矿井火灾按发火地点分为井上火灾和井下火灾。井上火灾是指发生在矿井工业场地内的厂房、仓库、储煤场、肝石场、坑木 厂等处的火灾。特点：征兆明显、易于发现、空气供应充分、燃烧完全、有毒气体产生量小、 空间宽阔、烟雾易于扩散、灭火工作回旋余地大、易扑灭。井下火灾是指

7、发生在煤矿井下或发生在地面但能波及井下的火灾。如皮带着火、煤炭自燃等。特点：发生发展过程比较缓慢，大多数火灾发生在隐蔽的地方，一般情况下 不易发现。二、按可燃物的性质分类A类火灾：指含碳固体可燃物，如木材、棉、毛、麻、纸张等物质的火灾。B类火灾：指甲、乙、丙类液体，如汽油、柴油、甲醇、乙醍、丙酮等物质 的火灾。C类火灾：可燃气体，如煤气、天然气、甲烷、丙烷、乙快、氢气等物质的 火灾。D类火灾：指可燃金属，如钾、钠、镁、钛、错、锂、铝合金等物质的火灾。E类火灾：指带电物质和精密仪器物质的火灾。四、其他分类(1)根据井下发火位置不同分为：井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、煤柱 火灾、采空区火灾和胴室火

8、灾等。(2)根据燃烧物不同可分为：机电设备(皮带、电缆、变压器，开关、风筒 等)火灾、火药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾和煤炭火灾等。(3)根据发火性质不同可分为：原生(初生)火灾和次生(再生)火灾。原 生火灾即开始形成的火灾；而次生火灾是由原生火灾引起的火灾。(4)按火源T风侧氧气浓度大小分为富氧燃烧和富燃料燃烧。(5)根据发火地点/、同、火灾对通风系统的影响以及与此相关的火火救灾难 易程度，矿井火灾又分为上行风流火灾、下行风流火灾和进风流火灾。3 / 24项目一-矿井火灾概述上行风流火灾下行风流火灾进风流火灾:发生在自井巷标高最低点向最高点流动的风流中的火灾。 :发生在自井巷标

9、高最高点向最低点流动的风流中的火灾。 发生在矿井进风巷或采区进风巷道内的火灾。4 / 24项目一-矿井火灾概述项目二 煤炭自然发火任务一煤炭自然发火的条件及过程知识点煤炭自燃的条件煤炭自燃的过程煤炭自燃的影响因素技能点熟悉煤炭自然的条件理解煤炭自燃的过程了解煤炭自燃的影响因素相关知识煤炭自然发火与外因火灾相比，具有发生发展缓慢并有规律的演变 过程，可在它形成的初期发现。一、煤炭自燃的条件实践证明，煤炭自燃必须具备以下四个条件：(1)煤具有自燃倾向性并呈破碎堆积状态存在；(2)适当的通风供氧；(3)良好的蓄热环境；(4)维持煤的氧化过程不断发展的时间。上述四个条件缺一不可。说明：(1)煤的自然倾

10、向性取决于煤的物理化学性质，它表示煤与氧相互作用的能力。(2)当空气中氧含量低于10溢具有窒息性；当空气中氧含量低于15% 时，可以预防自然发火。(3)空气流动速度的大小是氧化热量能否积聚的重要条件。煤炭自燃都是在风速比较适中的情况下发生的。(4)维持煤的氧化过程不断发展的时间应大于煤的自然发火期。煤炭自燃经常发生的地点：有大量遗煤而未及时封闭或封闭不严的采空区 (特别是采空区内的 联络眼附近和停采线处)；巷道两侧和遗留在采空区内受压的煤柱；巷 道内堆积的浮煤或煤巷的冒顶、垮帮处。二、煤炭自燃的过程1、煤的自燃学说黄铁矿作用学说，细菌作用学说，酚基作用学说，自由基作用学说 煤氧复合作用学说。2

11、、煤的自燃过程按照煤氧化复合作用学说，煤的自燃发展过程一般分为三个阶段， 即潜伏阶段、自热阶段和自燃阶段。5 / 24项目一-矿井火灾概述1）潜伏期自煤层被开采、接触空气起至眉纹开始升高位置的时间去见成为潜 伏期。潜伏期的长短取决于煤的分子结构、 物化性质、煤的变质程度和 外部条件。煤的破碎和堆积状态、散热和通风供氧条件等，对潜伏期的 长短也有一定影响。特征：煤的表面生成不稳定的氧化物（OH COO需），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，但煤的比重略有增 加，煤被活化（化学性增加），煤的着火温度降低。2）自热期（又称自热阶段）自热过程是煤氧化反应自动加速、 氧化生成热量

12、逐渐积累、温度自 动升高的过程。特点：氧化放热较大，煤温及其环境温度升高；产生CO CO左口碳氢类CmHrH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。3）自燃期主要特征：空气中氧含量显著减少， CO2的数量倍增，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，有时还出现明火，火源温度可达 1000c以上。煤炭自燃的实质 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。三、影响煤炭自燃的因素（一）煤的自然倾向性煤

13、的自然倾向性是指煤自燃的难易程度，它主要受以下因素影响： 煤的变质程度煤岩成份煤的含硫量煤中的水份煤的孔隙率和脆性煤层瓦斯含量（二）煤层地质赋存条件影响煤层自然发火的地质因素主要有：煤层的厚度、倾角、节理、裂隙、顶板性质以及地质构造（如断层、褶 皱、岩浆岩侵入）等。（三）开拓、开采条件1、开拓方式要求巷道系统简单，采用石门、岩石巷道开拓、少留煤柱、减少对 煤体的切割，这对消除发火隐患是积极的、有利的。2、米煤方法采煤方法对发火的影响主要表现在回采率的高低、推进速度快慢、6 / 24项目一-矿井火灾概述回采时间的长短及顶板管理和煤层切割等方面。（四）通风条件及通风管理1）通风对煤自燃的影响主要表

14、现在采空区、 煤柱、煤壁裂隙的漏风。2）通风管理对煤自然发火的影响主要包括风网结构的合理性、采区风量分配、风雅的合理确定、采空区的封闭、通风控制设施位置的选 定和通风设施工程质量等等。任务二煤的自燃倾向性知识点煤自燃侧向性的鉴定方法煤的自燃倾向性分类技能点了解煤自燃频性的鉴定方法熟悉煤的自燃倾向性分类相关知识煤的自燃倾向性是判断煤自燃可能性的重要依据， 鉴定煤的自燃倾 向性对划分煤层自然发火等级，实行分级管理，采取相应的防火措施和 管理措施，为监管部门提供依据具有重要意义。 也是合理的确定矿井开 拓方式、采煤方法，拟定防灭火措施的重要依据。一、煤的自燃侧向性鉴定方法常用的方法启：1、AT法（着火温度降低值法广 即利用煤样的氧化燃爆温度与还原 燃爆温之差，以划分煤的自燃危险性。7 / 24项目一-矿井火灾概述8 / 24项目一-矿井火灾概述9 / 24项目一-矿井火灾概述10 / 24项目一-矿井火灾概述11