矿山第六章防火与防爆

第六章矿山防火与防爆矿山火灾与爆炸事故矿山火灾是指发生在矿山企业内的火灾。矿内火灾、地面火灾的定义按发生原因，矿山火灾有内因火灾（矿岩氧化引起）和外因火灾（吸烟明火或电气设备故障）。记忆--矿井火灾有哪些危害？矿山爆炸事故及其危害矿山爆炸分为化学爆炸和物理爆炸两大类。炸药爆炸、气体爆炸、粉尘爆炸属于化学爆炸，压力容器爆炸属于物理爆炸。空气压缩机的润滑油雾化形成可燃性混合物，高温高压下会爆炸。乙炔气体切割、焊接金属作业，电石受潮放出乙炔气与空气混合形成爆炸性混合物。燃烧与爆炸机理6.2.1燃烧燃烧是一种放热、发光的化学反应。燃烧反应的速度快，放热多，短时间内放出大量的热，提高了燃烧产物的温度，引起燃烧产物分子内电子的跃迁，放出各种波长的光。燃烧的放热、发光和生成新物质。燃烧反应需要有氧化剂和还原剂，有维持燃烧的热能。燃烧的充分条件和必要条件连锁反应理论来解释燃烧发生机理6.2.2发火一种不稳定的状态，发火中有发火的临界条件。发火分为自然发火和引燃发火两类。自然发火分为自热自燃和受热自燃。引燃发火按照引燃源的不同分为电火花引燃、热表面引燃、高温气体引燃及热辐射引燃。引燃发火的过程解析：电火花引燃举例热表面引燃举例（木支架木材引燃可燃物）高温气体引燃举例热辐射引燃举例6.2.3燃烧过程及燃烧热燃烧是一种复杂的物理化学过程。可燃性物质单位质量完全燃烧所生成的气体冷却至18度，所放出的热量称为燃烧热或热值。物质燃烧时所放出的热量以热传导、热辐射和热对流方式向外传播。举例：砌筑防火墙、留防火间距、隔离或清除可燃物、堵塞可能造成空气对流的孔洞。6.2.4气体燃烧与爆炸气体燃烧的两种形态--扩散燃烧和混合燃烧。火焰传播，燃烧速度快会产生压力波和爆炸声，出现爆燃和爆轰。混合燃烧会造成密闭容器受压导致破坏。矿井中的气体，氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙炔等都存在爆炸极限。可燃气体的爆炸极限初始温度初始压力氧及惰性气体含量容器尺寸计算多组分混合物可燃气体的爆炸极限6.2.5粉尘爆炸粉尘爆炸的实质是气体爆炸。影响粉尘爆炸的因素粉尘浓度、挥发分、灰分、水分和粒子形状。矿井火灾的分类1、根据引起矿井火灾的火源不同，通常可将矿井火灾分成两大类：外部火源引起的矿井火灾，也叫外因火灾；由于煤炭自身的物理化学性质的内在因素引起的火灾，也叫内因火灾。外因火灾的特点是：外因火灾一般容易发生在：井口附近井下机电硐室采掘工作面有电缆的木支架巷道处突然发生，如果不能及时发现，常可能酿成恶性事故。矿井火灾的分类外因火灾—又称外源火灾，是指由于外来热源，如明火、放糊炮、电焊、气焊、在井下吸烟、人为纵火等原因造成的火灾。井下电气设备因使用不当或维修不及时而短路所产生的电弧火花也可引起矿井火灾；矿井瓦斯、煤尘的燃烧或爆炸亦可以引燃井下可燃物而形成矿井火灾。还有违章爆破，如用明火或用动力线爆破、火药变质、放糊炮等都可能引起矿井火灾。矿井内因火灾的特点：煤炭自燃发火有一个或长或短的发展过程，易于早期发现；但是，内因火源隐蔽，往往发生在人们难以进入的采空区或煤柱内，要想真正找到火源确非易事；因此，常常不能及时灭火，致使有的自然发火区可以持续数月、数年乃至数十年而不灭。矿井火灾的分类内因火灾——又称自然火灾，是指由于一些自燃物质(主要是煤)在一定条件或环境下(如破碎后集中堆积，又有一定的风流供给)自身发生物理化学变化、积聚热量从而导致着火而形成的火灾。矿井内因火灾，大多发生在：采空区遗留的煤柱破裂的煤壁煤巷高冒处浮煤堆积的地点。2、根据发火地点不同，矿井火灾又可分为：井筒火灾巷道火灾采面火灾煤柱火灾采空区火灾硐室火灾二、矿井火灾的分类3、由于燃烧物质的不同，矿井火灾又可分为：机电设备火灾火药燃烧火灾油料燃烧火灾坑木燃烧火灾瓦斯燃烧火灾煤炭燃烧火灾二、矿井火灾的分类4、根据发火性质不同，矿井火灾还可分为：原生火灾——在原生火灾发展过程中，含有可燃物的高温烟流由于缺氧而未能完全燃烧，在排烟的道路上一旦与风流汇合，很可能再次燃烧。次生或再生火灾——次生火灾，是指由原生火灾而引起的火灾。二、矿井火灾的分类6.3矿山地面建筑物火灾6.3.1地面建筑物室内火灾矿山地面火灾根据火灾发生后建筑物室内温度的变化，把建筑物室内火灾分为初起期、成长期、最盛期和衰退期。初起期成长期（热对流、热辐射，发生爆燃加速燃烧）最盛期（整个室内是等温状态，等80%的可燃物烧掉火势减小）衰退期6.3.2室内火灾的烟气伤害烟气的发生可燃物燃烧所形成的气体、水蒸气及固体微粒。烟气灰白色是火灾初期，可燃物内部水分减少炭粒析出增多，烟气变为逐渐灰黑色。火灾成长期，燃烧扩大，室温上升，烟气的生成情况与房间空气流通状况有关。发生爆燃的场合，室内空气氧含量降到5%，大量不完全燃烧产物形成烟气。烟气在火灾最盛期主要取决于空气供给状况，到了火灾衰退期，可燃物燃烧殆尽，烟气随之减少。烟气的危害地面建筑物防火建筑物的火灾危险性生产厂房内生产过程的火灾危险性不同，采取的防火措施也不同。建筑物的耐火性能建筑物的结构有足够的耐火能力、使建筑物能经过加固维修重新使用。建筑构件的燃烧性分类有非燃烧体、难燃烧体和燃烧体三种。建筑物的防火间距建筑物的防火间距用以防止火灾时火焰蔓延到其他建筑物，为人员疏散和消防设备、消防人员顺利到达现场提供通路。厂房的防火间距表6-7说明一级二级耐火等级跟一级二级的间距是10米。建筑物火灾时的人员疏散疏散时间安全疏散距离6.4矿井外因火灾及其预防矿内火灾特点燃烧特征矿山火灾过程在火灾成长期火势迅速发展，当火势发展到一定程度时，矿内供给燃烧的空气量不足，不完全燃烧现象十分明显，产生大量有毒有害气体的黑烟。火灾在矿井内会迅速传播，产生的高温和烟气对矿内人员生命安全构成严重威胁。矿井火灾时高温空气的热对流产生火风压，破坏原有的矿井通风制度。矿内火灾时消防与疏散的困难性金属与非金属矿山井下作业面多且分散，矿内火灾形成后，受矿井条件限制，矿内火灾的消防工作困难。地面人员很难获得矿内火灾的详细信息，很难掌握火灾动态，消防指挥者对火灾状况很难做出正确的判断和采取恰当的措施。火灾时矿内巷道充满浓烟和热气，增加消防活动的困难性。受井巷尺寸、提升设备和运输设备以及矿内供水系统等方面的限制，有时无法把消防设备、器材运到火灾现场，或消防能力不足，不能迅速扑灭火灾或控制火势。矿井火灾时烟气迅速随风流蔓延。矿井外因火灾原因分析金属非金属矿山井下存在的可燃物种类较少，主要是木材、油类、橡胶或塑料、炸药及可燃性气体。木材主要用于各种巷道、硐室的支架，油类包括各类采掘设备和辅助设备的润滑油、液压设备备用油及变压器油等，橡胶、塑料主要用于电线、电缆包皮及电气设备绝缘。矿山生产中广泛使用的硝铵类炸药，由燃烧爆炸的危险。引起矿井外因火灾的引火源有明火、电弧和电火花、过热物体三类。矿井外因火灾原因及预防1．明火引起的火灾与爆炸在井下使用电石灯照明、吸烟或有意无意点火所引起的火灾占有相当大的比例。电石灯火焰与蜡纸、碎木材、油棉纱等可燃物接触，很容易将其引燃，如果扑灭不及时，便会酿成火灾。非煤矿山井下，有的矿工不遵守安全规程，烟头随意乱扔，遇到可燃物是很危险的。1．明火引起的火灾与爆炸据测定：香烟在燃烧时，中心最高温度可达650～750℃，表面温度达350～450℃。如果被引燃的可燃物是容易着火的，又有外在风流，就很可能酿成火灾。冬季的北方矿山在井下点燃木材取暖，会使风流污染，有时造成局部火灾。2．爆破作业引起的火灾

爆破作业中发生的炸药燃烧及爆破原因引起的硫化矿尘燃烧、木材燃烧，爆破后因通风不良造成可燃性气体聚集而发生燃烧、爆炸都属爆破作业引起的火灾。2．爆破作业引起的火灾其直接原因可以归纳为：在常规的炮孔爆破时，引燃硫化矿尘；某些采矿方法(如崩落法)采场爆破产生的高温引燃采空区的木材；大爆破时，高温引燃黄铁矿粉末、黄铁矿矿尘及木材等可燃物；爆破产生的碳、氢化合物等可燃性气体积聚到一定浓度，遇摩擦、冲击或明火，便会发生燃烧甚至爆炸。2．爆破作业引起的火灾

炸药燃烧不同于一般物质的燃烧，它本身含有足够的氧，无需空气助燃，燃烧时没有明显的火焰，而是产生大量有毒有害气体。燃烧初期，生成大量氮氧化物，表面呈棕色，中心呈白色。氮氧化物的毒性比CO更为剧烈，严重者可引起肺水肿造成死亡。3．焊接作业引起的火灾

在井下进行气焊、切割及电焊作业时，如果没有采取可靠的防火措施，由焊接、切割产生的火花及金属熔融体遇到木材、棉纱或其他可燃物，便可能造成火灾。3．焊接作业引起的火灾

特别是在比较干燥的木支架进风井筒进行提升设备的检修作业或其他动火作业，因切割、焊接产生火花及金属熔融体未能全部收集而落入井筒，又没有用水将其熄灭，便很容易引燃木支架或其他可燃物，若扑灭不及时，往往酿成重大火灾事故。4．电气原因引起的火灾

供电线路、照明灯具、电气设备的短路，过负荷，容易引起火灾。电火花、电弧及高温赤热导体引燃电气设备、电缆等的绝缘材料极易着火。有的矿山用灯泡烘烤爆破材料或用电炉、大功率灯泡取暖、防潮，引燃了炸药或木材，往往造成严重的火灾、中毒、爆炸事故。4．电气原因引起的火灾

用电发生过负荷时，导体发热容易使绝缘材料烤干、烧焦，并失去其绝缘性能，使线路发生短路，遇有可燃物时，极易造成火灾。带电设备元件的切断、通电导体的断开及短路现象发生都会形成电火花及明火电弧，瞬间达到1500～2000℃

以上的高温，而引燃其他物质。井下供电线路特别是临时线路接触不良，接触电阻过高是造成局部过热引起火灾的常见原因。4．电气原因引起的火灾

白炽灯泡的表面温度：40W以下的为70～90℃，60～100W的80—100℃，100W以上的为100～130℃。当白炽灯泡打破而灯丝未断时，钨丝最高温度可达2500℃左右，这些都能构成引火源，引起火灾发生。随着矿山机械化、自动化程度不断提高，电器设备、照明和电器线路更趋复杂。电器保护装置选择、使用、维护不当，电器线路敷设混乱往往是引起火灾的重要原因。5．摩擦冲击等引起的火灾

顶板冒落、岩石片帮等引起较大摩擦和冲击，在通风不良时产生热量积聚，遇到采区内灼热的矿石或二氧化硫等可燃性气体也可引起火灾。另外，机械设备的摩擦生热和金属冲击火花也是引起火灾不可忽略的重要因素。

矿井外因火灾的预防1．预防明火引起火灾的措施

为防止在井口发生火灾和污浊风流，禁止用明火或火炉直接接触的方法加热井内空气，也不准用明火烤热井口冻结的管道。井下使用过的废油、棉纱、布头、油毡、蜡纸等易燃物应放入盖严的铁桶内，并及时运至地面集中处理。1．预防明火引起火灾的措施

在大爆破作业过程中，要加强对电石灯、吸烟等明火的管制，防止明火与炸药及其包装材料接触引起燃烧、爆炸。不得在井下点燃蜡纸作照明，更不准在井下用木材生火取暖，特别对有民工采矿的矿山，更要加强对明火的管理。2.预防焊接作业引起火灾的措施

在井口建筑物内或井下从事焊接或切割作业时，要严格按照安全规程执行和报总工程师批推，并制定出相应的防火措施。必须在井筒内进行焊接作业时，须派专人监护矿山地面防灭火工作，焊接完毕后，应严格检查和清理现场。2.预防焊接作业引起火灾的措施

在木材支护的井筒内进行焊接作业时，必须在作业部位的下面设置接收火星、铁渣的设施，并派专人喷水淋湿，及时扑灭火星。在井口或井筒内进行焊接作业时，应停止井筒中的其他作业，必要时设置信号与井口联系以确保安全。3．预防爆破作业引起的火灾

对于有硫化矿尘燃烧、爆炸危险的矿山，应限制一次装药量，并填塞好炮泥，以防止矿石过分破碎和爆破时喷出明火，在爆破过程中和爆破后应采取喷雾洒水等降尘措施。3．预防爆破作业引起的火灾

对于一般金属矿山，要按《爆破安全规程》要求，严格对炸药库照明和防潮设施的检查，应防止工作面照明线路短路和产生电火花而引燃炸药，造成火灾。3．预防爆破作业引起的火灾

井下爆破作业不得使用在黄铁矿中钻孔时所产生的粉末做为填塞炮孔的材料。大爆破作业时，应认真检查运药路线，以防止电气短路、顶板冒落、明火等原因引燃炸药，造成火灾、中毒、爆炸事故。爆破后要进行有效的通风，防止可燃性气体局部积聚，达到燃烧或爆炸界限，引起烧伤或爆炸事故。4．预防电气方面引起的火灾

井下禁止使用电热器和灯泡取暖、防潮和烤物，以防止热量积聚而引燃可燃物造成火灾；正确地选择、装配和使用电气设备及电缆，以防止发生短路和过负荷。注意电路中接触不良，电阻增加发生热现象，正确进行线路联接、插头联接、电缆联接、灯头联接等。4．预防电气方面引起的火灾

井下输电线路和直流回馈线路，通过木质井框、井架和易燃材料的场所时，必须采取有效的防止漏电或短路的措施。变压器、控制器等用油，在倒入油前必须很好干燥，清除杂质，并按有关规程与标准采样，进行理化性质试验，以防引起电气火灾。4．预防电气方面引起的火灾

严禁将易燃易爆器材存放在电缆接头、铁道接头、临时照明线灯头接头或接地极附近，以免因电火花引起火灾。5．预防摩擦冲击等引起的火灾

加强巷道维护，定期对机械设备进行检测，以预防火灾发生。新疆阜康矿难家属悲痛欲绝小煤矿矿工一次背100多斤的煤走1000多米,一次1元钱

“背拖拖”湖南冷水江矿难

2006年4月6日，湖南省冷水江市东塘煤矿发生瓦斯突出事故，9名遇难者中有4名为女性。图为获救矿工李初娥介绍当时情况。李初娥的姐姐李初莲与丈夫陈峥求双双遇难，留下一对未成年儿女孤苦无依。李初莲最初开绞车，但是只有300元一个月。于是去挖煤。到后来就去做最辛苦的“背拖拖”。

悲痛欲绝的死难者家属随着东塘矿难发生，村里一些在煤矿下井的女村民陷入“失业”。

一、地下矿基本知识1）阶段、采区每隔一定的垂直高度划分的矿段称为阶段或中段。在阶段范围内，沿矿体走向把阶段划分成若干采区和矿块。2）开采时序下行开采：自上而下即先开采上阶段，后开采下阶段上行开采：阶段由下往上的开采顺序。此方法在特殊特殊情况下使用。二、开采步骤1）开拓从地面掘进一系列井巷达到矿床，使矿床连通地面，形成行人、运输、通风、排水、供电、供风等系统。2）采准工作形成开采面的相关掘进工作3）切割工作在已准备的矿块内，为开采开辟的自由空间4）回采包括落矿、运输和地压管理三、地下开采矿山安全生产基本要求1）地下矿的井口和平硐及其主要建筑物的位置应不受岩移、滑坡、滚石、地表塌陷、山洪爆发和雪崩的危害。井口标高应在历年最高洪水位的1米以上。2）主要井巷应布置在稳定的岩层中，避免布置在含水层、断层和受断层破坏的岩层中，特别是岩溶发育的流砂中。3）每个矿井必须有两个独立能人行的直达地面的安全出口，两安全出口的间距应不小于30m。每个生产水平(中段)，均应至少有两个便于行人的安全出口，并应同通往地面的安全出口相通。井巷的分道口应有路标，注明其所在地点及通往地面出口的方向。所有井下作业人员，均应熟悉安全出口。4）采矿方法合理，并符合安全规程要求5）选用适应顶板特点的支护型式和器材，井下巷道断面、宽度、高度应满足生产和行人的要求。6）矿井有完善、合理的通风系统，采用机械通风；风质、风量、风速等符合安全规程要求7）矿井的防排水、供电、照明等安全可靠8）提升系统：安全防护和信号装置齐全，其设备的选择、安装、试运转符合安全要求；按按规定选择电气设备、仪器仪表，其安装和保护装置符合要求且安全可靠9）尾矿和排土场的设置符合安全规程要求10）在自燃倾向的矿山的在完善的防灭火系统。11）按规定建立矿山救护组织，制订应急预案12）安全生产规章制度健全，按要求设置安全管理制度、配置安全管理人员，对特种作业人员按规定进行教育和培训四、矿山开拓系统1）平硐开拓2）斜井开拓3）竖井（立井）开拓4）斜坡道开拓以上几种开拓方式联合开拓五、常用采矿方法

(一)空场采矿法：是指在回采过程中，采空区主要依靠暂留或永久残留的矿柱进行支撑，采空区始终是空着的，一般在矿石与围岩很稳固时采用。空场采矿法又可分为全面采矿法、房柱采矿法、分段采矿法、阶段矿房采矿法。◆全面采矿法：回采工作面沿矿床走向或沿倾斜方向全面推进，整层回采；在回采时，将矿体内所夹的废石或贫矿石留下不采，作为不规则矿柱，用以支撑采空区的顶板。一般适用于矿石与顶板围岩稳固、矿体为水平或缓倾斜（小于30°）、矿体厚度不大于5~7米、矿石品位分布不均匀或有废石夹层的矿体内开采。

◆房柱采矿法：是在矿块内矿房与矿柱交替布置，采矿房时留下规则的、不连续或连续的带状矿柱，借以支撑采空区顶板。◆分段采矿法，阶段矿房采矿法:主要用于倾斜度大的矿体开采。矿房沿矿体走向或垂直方向布置，用深孔、扇形炮眼爆破，下部漏斗往阶段平巷放矿。（二）崩落采矿法崩落采矿法的特点是随着矿石采出有计划地用崩落矿石的覆盖岩层和上下盘岩石来充填采空区，及时控制采区地压和处理采空区。一般在矿体围岩不稳固、地表允许陷落的条件下采用。（三）留矿采矿法留矿采矿法是开采厚度为0.7~5米的急倾斜脉状矿床的常用方法，在现有采矿方法中最有效、最经济，在中、小型金属与非金属矿山中广泛使用。根据崩落矿石的炮孔深度不同，可分为浅孔留矿法和深孔留矿法。

（四）充填采矿法

充填采矿法的特点是在回采时，采空区依靠充填其内的充填料、支柱或充填料与支柱相配合形成的人工支撑体支撑采空区。根据充填材料和输送方法的不同，充填采矿法分为干式充填采矿法和胶结充填采矿法。全面法采矿浅孔留矿法

浅孔留矿法应采取的安全技术措施：1、在开采第一分层后，应将下部漏斗扩完后并充满矿石。2、每个漏斗都应均匀放矿，发现悬空，上下都要停止作业，消除悬空后方准继续作业。3、放矿人员和采场内的人员，要密切联系。在放矿影响区域内不准同时作业。4、每回采一分层的放矿量，应控制在使工作面的高度保持在1米以内。在不稳固的岩层中掘进井巷，应进行支护。井巷支护分为临时支护和永久支护。临时支护：棚式支护（金属拱形支架和木棚支架）、锚杆支护、喷混凝土支护等。永久性支护：砌碹支护、喷混凝土支护、浇混凝土支护、喷锚网联合支护等。不稳固岩层，硬度系数f<5的井巷，断层破碎带处，遇水易碎胀、泥化的岩石巷道，易风化的岩石巷道。需要支护的井巷，支护方法、支护与工作面间的距离，应在施工设计中规定。支护与工作面间的距离：根据井巷类型、形状、大小、凿岩和掘进方式、施工作业循环时间、所采用的支护方式、围岩的工程及水文地质情况等，在施工设计中做出明确规定（一般要求临时支护滞后工作面的距离不超过1m）。6.5矿山内因火灾及其预防矿山内因火灾是由于矿物氧化自燃引起的，金属非金属矿山的内因火灾主要发生在开采有自燃倾向硫化矿床的矿山，我国已开采的硫化铁矿山的20%~30%,有色金属或多金属硫化矿的5%~10%具有发生内因火灾的危险性。矿岩自燃的机理及影响因素1．自燃的机理

(1)矿岩自燃的3个阶段：氧化过程：硫化矿物或碳质页岩与空气接触时会发生氧化，氧化过程又分物理吸附和化学吸附两个阶段，这两个阶段都放出热量。

矿岩自燃的机理及影响因素1．自燃的机理

自热过程：若氧化生成的热量大于向周围散发的热量时，这些物质能自行增高其温度，这种现象就称为自热。随着温度的升高，氧化加剧，放热能力也因而增高。

矿岩自燃的机理及影响因素1．自燃的机理

自燃阶段：在一定外界条件下，局部的热量可以积聚，物质便不断加热，直到其达到着火温度，即引起自燃。矿岩自燃的机理及影响因素

(2)自热、自燃与否的决定因素。如果物质在氧化过程中所产生的热量低于周围介质所能散发的热量，则无升温自热现象。因此，物质的自热、自燃与否都是由下列3个基本因素决定的：该可燃物质的氧化特性；空气供给的条件；可燃物质在氧化或燃烧过程中与周围介质热交换的条件。第一个因素是属于物质发生自燃的内在因素，仅取决于物质的物理化学性质；而后两个因素则取决于矿床的地质情况和开采的技术条件。矿岩自燃的机理及影响因素(2)自热、自燃与否的决定因素。矿体顶板岩层为含硫碳质页岩（特别是黄铁矿在碳质页岩中以星点状态存在）时，当顶板岩层被破坏后，黄铁矿和单质碳与空气接触也同样可以产生氧化自热到自燃的现象。矿岩自燃的机理及影响因素(2)自热、自燃与否的决定因素。任何一种矿岩的自燃必须经过上述温升的3个阶段，矿岩是否属于自燃矿岩，必须根据温升的3个阶段来确定。矿岩自燃的机理及影响因素(2)自热、自燃与否的决定因素。任何一种矿岩自燃的发生，即为矿岩的氧化过程，在此整个过程中，由于氧化程度的不同，必然呈现出不同的发展阶段，因此可把矿岩自燃的发生划分为氧化、自热和自燃3个阶段。这3个阶段可用矿岩的温升来表示和划分，根据矿岩从常温到自燃整个温升过程的激化程度，可定为：常温至100℃矿岩水分蒸发界限为低温氧化阶段，100℃至矿岩着火温度为高温氧化阶段，矿岩着火温度以上为燃烧阶段。矿岩自燃的机理及影响因素

2．主要影响因素矿岩物理化学性质：具有自燃倾向的矿岩的物质组成和硫的存在形式、矿岩的脆性和破碎程度、矿岩的水分、pH值以及不同的化学电位对矿岩的自燃有着重要作用。

矿岩自燃的机理及影响因素

2．主要影响因素

矿岩的物质组成和硫的存在形式是决定矿岩自燃倾向的重要因素。含硫量的多少不能作为衡量自燃火灾能否发生的判断依据，它只是与火灾规模有关系，因为各种矿岩的放热能力是随着矿岩中含硫量的增加而增长的。矿岩自燃的机理及影响因素

2．主要影响因素

矿岩的破碎程度对矿岩的氧化性有影响，松脆的和破碎程度大的矿岩，由于氧化表面积增大而加快其氧化速度；并且矿岩的破碎也降低了它的着火温度，所以变得更容易自燃。矿岩自燃的机理及影响因素

2．主要影响因素水分和pH值对矿岩的氧化性有显著的影响，一般说湿矿岩的氧化速度要比干矿岩快，pH值低的矿岩更易氧化。

矿岩中常含有多种带有不同化学电位的物质。当矿岩在有水分参与反应的氧化过程中，各物质成分间因电位的不同将产生电流因而加速了氧化作用。

矿岩自燃的机理及影响因素

(2)矿床赋存条件：硫化矿床自燃与矿体厚度、倾角等有关系。矿体的厚度愈厚与倾角愈大，则火灾的危险性也愈大，因为急倾斜的矿体遗留在采空区内的木材和碎矿石易于集中，矿柱易受压破坏，且采空区较难严密隔离。有地质构造破坏的矿体矿石破碎、裂隙多、渗水好、地压大，自燃危险性也较大。矿岩自燃的机理及影响因素

(3)开采技术条件：开拓、采矿、通风方式直接影响矿石暴露时间、漏风情况、供氧条件等，这些都关系到矿石的氧化速度，选择不合理会加剧氧化而引起自燃。矿岩自燃的机理及影响因素

(4)水的影响：水能促进黄铁矿的氧化，是一种供氧剂。但过量的水能带走热量，并且水汽化时要吸收大量热，同时生成的Fe(OH)2，这是一种胶状物，会使矿石产生胶结，故水又是一种抑制剂。矿岩自燃的机理及影响因素

(5)同时参与反应的矿量的影响：参与反应的矿石和粉矿越多，自燃的危险性越大，反之则危险性减小。此外，温度对自燃的影响是一个很重要的因素，因为矿岩的氧化自热是随着温度的升高而加快的。

1)瓦斯（CH4）化学名甲烷，是无色、无味、无臭、无毒的气体。主要来源于井下暴露的煤岩石壁、爆破作业、采掘机割煤、钻眼、采出的煤炭、煤与瓦斯突出等。2）一氧化碳(CO)无色、无味、无臭的气体。主要来源于井下爆破作业、火灾、煤尘或瓦斯爆炸事故。对人体的危害主要是其窒息作用。《煤矿安全规程》（以下简称《规程》）规定其最高允许浓度为0.0024%(24ppm)。其他还有硫化氢（H2S）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、氨（NH3）等不多见的有害气体，《规程》对各种有害气体均规定了最高允许浓度。规程》对温度有如下规定：进风井口以下的空气温度（干球温度，下同）必须在2℃以上。生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。矿山内因火灾的预防

内因火灾的发展过程要经历起始、自热、明火、燃烧和熄灭几个阶段，能在它的早期就识别出来，是相当重要的。内因火灾的各个阶段会表现出各自的特征，主要取决于自燃物质的种类和所处的环境。为了早期识别火灾，就必须了解起始和自热阶段的特征。矿山内因火灾的预防

硫化矿石自燃起始阶段的性质和特征，目前尚未揭露。现场观察常见矾类矿物以及空气中有极微量的SO2；在自热阶段，自热区温度逐渐升高，并高于外界气温；氧化时分泌出大量水分，使当地空气呈现过饱和状态，在巷道壁和支架上凝结成水珠，俗称“巷道出汗”。硫化矿自热产生SO2于空气中，当木材参与氧化时，空气中CO、CO2的含量也逐渐增多，并且开始出现木材干馏的臭味。矿山内因火灾的预防

识别初期内因火灾的方法归纳如下：

(1)利用人的直觉：在巷道内火区附近往往能看到雾气和巷道壁与支架上“出汗”；在冬季，还可能看到从地面的裂缝口、钻孔口上冒出蒸汽或者局部地点的冰雪融化现象；在硫化矿井中还可能看到由于硫化铁氧化形成硫酸盐（矾类矿物）而使沿脉巷道壁呈现灰白。矿山内因火灾的预防

(1)利用人的直觉：嗅到火灾的特殊臭味。硫化矿井中嗅到二氧化硫的刺激性臭味。人体对于火区附近不正常的大气条件会有不舒适的感觉，如头疼、闷热、裸露的皮肤有微痛、精神过分兴奋或疲乏等。矿山内因火灾的预防(2)化学分析法：分析可疑地区的空气成分。在可疑地区系统地采集空气试样进行分析，以观测空气成分的变化，从而确定自热的发展动态。矿山内因火灾的预防(2)化学分析法：在硫化矿井中，当木材参与自热时，基本上也可利用空气中CO、CO2和O2含量的变化规律，即当CO含量稳定或逐渐增多，CO2增多、O2减少，作为火灾初期的征兆，但还应着重分析SO2的含量。当CO和SO2含量稳定或者逐渐增加时，一般说，可认为自热已经发生。矿山内因火灾的预防(2)化学分析法：分析可疑地区的地下水。在硫化矿井中，由于硫化铁在水—空气介质中氧化生成硫酸铁和硫酸，以及SO2溶解于水中会使自热区内流出的地下水的性质改变。若发现地下水中游离硫酸的含量增多，地下水中铜、铁等金属(或离子)含量增多，地下水中有机物(木材分解产物)含量增多(根据有机物被过锰酸盐氧化的程度来确定)，就可认为将有自燃的危险。为了分析地下水，必须在流动的水中采集水样。取水样时，还应测定水的流量和温度。矿山内因火灾的预防(3)物理检测法：测定空气的温度和湿度：系统测定和记录矿内有关地区的空气温度和湿度，结合上述各种识别方法所得资料，就能及时发现嫌疑火区和掌握自热过程的发展动态。该处气温和水温稳定地上升超过25℃以上时，一般可视为是火灾初期的征兆。为了测定采空区和隔离区内的气温，可采用最高温度计或远程电阻温度计。矿山内因火灾的预防(3)物理检测法：测定岩石的温度：测定巷道围岩的温度时，可将最高温度计放到预先钻好的4～5m深的钻孔底部，孔内灌水，堵塞孔口，或者将最高温度计的储液球置于盛水的套管中再放入钻孔内。当发现岩温稳定上升到30℃以上时，一般可认为是火灾初期的象征。煤矿束管法监测井下自然发火预防内因火灾的措施1．开拓、开采技术方面的防火措施

(1)在开拓方式上要尽量采用脉外巷道的方式和少留矿柱，以便尽可能减少矿体暴露于空气中的时间和空间，易于迅速隔离任何采区。

预防内因火灾的措施

(2)合理地划分采区尺寸，并快速回采，以便使采区的回采时间短于自燃发火期，采完后立即将其封闭。

(3)开采顺序上应该做到先采上层后采下层，以及自井田边界向井田中央回采。预防内因火灾的措施1．开拓、开采技术方面的防火措施

(4)合理地选择采矿方法。从防火角度比较各种采矿方法时，必须考虑下述因素：矿石的损失量及其集中程度、遗留在采空区中的木料量及其分布、回采强度、对采空区封闭的可能性及其严密性。

(5)及时从采场清除粉矿，作好顶板的管理工作。预防内因火灾的措施

2．建立合理的通风制度

(1)应该采用机械通风。通风机风压的大小应保证风流方向稳定，不受自然风压的不利影响，但通风机风压又不能过大，风井应有反风装置，并须经常检查和试验反风装置的反风效果以及井下的风门对反风的适应性。

(2)结合开拓方式和回采顺序，选择相应的且合理的通风系统，以减少漏风。各作业区采用独立风流并联通风，以降低总风压，减少漏风量，便于调节和控制风流。预防内因火灾的措施

(3)加强通风状况和通风构筑物的检查和管理。注意降低有漏风地点的巷道风阻，严防向采空区的漏风。提高各种密闭墙、风门的质量。

(4)为了调节通风状况而安设风窗、风门、风墙或辅扇时，应该安在地压较小、巷道周壁无裂缝的位置上。还应密切注意，有了这些通风设施以后，是否会使本来稳定且对防火有利的通风状况变为对防火不利。预防内因火灾的措施

3．密闭采空区或局部充填隔离密闭与充填是将可能自然发火的地区封闭，隔绝空气漏入，以防止氧化。对于矿柱的裂缝，一般用泥浆堵塞其入口和出口，而对采空区除堵塞裂缝外，还在通达采空区的巷道口上建立防火墙。井下防火墙按其作用分临时的和永久的两种。预防内因火灾的措施

3．密闭采空区或局部充填隔离临时防火墙的作用是暂时隔断风流，阻止自燃的发展，以便准备灭火工作，或者保护工人在安全条件下建造永久防火墙。对临时防火墙的要求是结构简单、建造迅速。金属非金属矿山常用木板条敷泥临时防火墙和预制混凝土防火墙。近年来，出现了各种塑料充气快速密闭墙。预防内因火灾的措施

3．密闭采空区或局部充填隔离永久性防火墙的作用是长期严密隔绝采空区，因而要求坚固和密实。同时，永久防火墙必须有足够的厚度，边缘嵌入巷道周壁应有0.5m以上的深度，墙上应安设2～3根钢管，以备测温、采集气样和放水。防火墙位置的选择：

正确地选择防火墙位置是灭火能否成功的关键。防火墙位置的选择应遵守规定范围尽可能小，防火墙数量尽可能少和有外于快速施工的原则。其目的在于使封闭区内系统简单，便于控制。闭墙越多，控制范围越大，漏风就会越多，不利于灭火。此外，位置的选择还应注意砌墙地点围岩的坚实性，应尽量选择围岩坚固，无裂缝的地点砌筑，以保证防火墙的严密性。

为了防止火区封闭后，引起火灾气体或瓦斯的爆炸，选择防火墙位置时，还应注意：

①入风侧防火墙离火源应尽可能近些。

②防火墙与火源之间不应有旁侧风路存在，以免火区封闭区内部风流逆转，造成火灾气体或瓦斯的爆炸。

③火区封闭的顺序，对灭火效果和救灾人员的安全有着十分重要的作用。特别是在瓦斯矿井中，不正确的封闭方法才能造成瓦斯爆炸事故的发生。用防火墙封闭采空区后，要经常检查防火墙的状况，观测漏风量、封闭区内的气温和空气成分。防火墙不是完全密封，应设法降低封闭区进、回风侧的风压差。发现封闭区有自热预兆，应采取灌浆措施。预防内因火灾的措施4．预防性灌浆向可能发生和已经发生内因火灾的采空区注入泥浆，其中的泥土沉降下来，填充灌浆区内的空隙、钻入缝隙中并且包裹矿岩和木料碎块，水则过滤出来，这是一个行之有效的预防和消灭内因火灾的方法。这一方法的防火作用在于：隔离了矿岩、木料同空气的接触，防止氧化，加强了采空区密闭的严密性，减少漏风。如果矿岩已经自热或自燃，泥浆也起冷却作用，降低封闭区内的温度，阻止自燃过程的继续发展。预防内因火灾的措施

预防性灌浆的技术要点如下：

(1)灌浆的工艺程序是先封闭后灌浆。一般是先从地下巷道建造防火墙封闭采空区，待注浆后，堵塞沟通地面的裂缝。在防火墙的内侧距5～10m的位置上，必要时应先建造过滤墙，以便滤水和阻挡泥土。

(2)泥浆固体材料应该满足下述主要要求：容易脱水，而且沉降后滤出的水中含泥量向孔隙的渗入性强，但收缩率小，不含可燃物，采、运和加工费用较少。预防内因火灾的措施

预防性灌浆的技术要点如下：

(3)泥浆的制造可以在地面设立泥浆站，采用搅拌机等设备制造；或者直接用水枪冲采表土制成泥浆，或者用其他简易方法。

(4)灌浆方式：将泥浆注入采空区的方式繁多，不同的地质及采矿技术条件应用不同的灌浆方式。金属矿山常采用的灌浆方式有：通过崩落区的陷坑和裂缝灌浆、通过钻孔灌浆、通过巷道中的管道灌浆、掘进专用消火巷道通达火区进行灌浆以及混合方式灌浆。预防内因火灾的措施

预防性灌浆的技术要点如下：

(5)灭火灌浆与预防性灌浆的区别在于钻孔布置上的不同。灭火灌浆应适当加密钻孔并包围火源，灌浆顺序是先灌火区周围，逐渐向火源中心灌注。预防内因火灾的措施5．使用阻化剂

利用阻化剂可以抑制、延缓具有自燃倾向矿岩的氧化反应，达到预防火灾的目的。阻化剂多为无机盐类化合物，这些化合物附着在矿岩表面上时能吸收空气中的水分，形成含水液膜，从而起到隔氧阻化作用。同时，水分蒸发时还能起到吸热降温作用。阻化剂可用喷洒或压注的方法进入矿体。主要用在缺土少水、人口稠密的地区，顶板为灰质页岩和泥质页岩等不易用黄泥灌浆的矿山。预防内因火灾的措施6.均压通风防火均压通风防火是利用矿井通风中的风压调节技术，使采空区的进出风侧的风压差尽量小，从而减少或消除漏风，防止硫化矿石自燃的方法。在已经发生火灾的情况下，利用均压通风，可以减少或控制对火区的供氧而达到灭火的目的。实现均压通风的方法有很多，如风窗调节法、风机调节法、风机与风窗调节法、风机与风筒调节法、以及气室调节法等。6.6矿山灭火6.6.1灭火方法概述冷却法隔离法窒息法抑制法火灾种类不同，采用的灭火方法和灭火剂也不同，在选择灭火方法和灭火剂时要充分注意。物质的火灾分类有：A类火灾，B类火灾，C类火灾和D类火灾。1、用水灭火水热容大，受热蒸发时吸收大量的热，水蒸气可以稀释可燃性气体，当空气中的水蒸气超过30~50%，就可以使火熄灭。密集高压水灭火：高速射流流出，用于冷却和保护。水雾灭火。思考水雾的灭火作用？回答水蒸气灭火。扑灭密闭的房间，空气不流通的地方，燃烧面积不大的火灾。金属矿山安全规程，井下消防供水水池容积不小于200立方米。用木材支护的应设置防火水管。2、泡沫灭火液体膜包裹气体构成的气液两相气泡。化学泡沫对扑灭汽油、煤油等易燃液体火灾最有效。对扑灭木材等堆积物火灾效果差，不宜用于扑灭醇类等水溶性液体。空气泡沫中高倍数泡沫以界面活性剂为主，他气泡发生量大，适合于快速切断矿山井下的火灾。山东中煤工矿物资有限公司SZP型中倍数泡沫发生器1.产品特点：中倍数泡沫产生器适用于扑救油类、化工流淌液体火灾及一般固定物质火灾。其有固定式，半固定式和移动式三种，中倍数泡沫具有流动性能好，抗烧性能强，脱水速度慢，覆盖火源快特点.2.主要技术性能指标型号工作压力（MPa）工作范围（MPa）混合液流量（L/s）泡沫倍数（倍）使用药剂类型重置(kg)SZP型0.60.3-0.76≤70合成形泡沫153、惰性气体灭火矿山灭火用的惰性气体用燃油燃烧除去空气中的氧制成的，主要成分是氮气、二氧化碳、少量残余氧气、喷水冷却时产生的大量水蒸气。液氮是目前矿井灭火中常用的惰性气体。4、卤族灭火剂灭火1211灭火剂1301灭火剂。5、化学干粉和固态灭火剂灭火矿山井下使用的磷酸铵盐类干粉，装在灭火手雷或灭火炮弹中。灭火手雷成分是磷酸氢二铵，适用于扑灭近距离初期火灾。灭火炮弹中的干粉成分是磷酸二氢铵用于中距离初始火灾和独头巷道灭火。矿内灭火方法

火灾发生的主要因素，热源、可燃物、空气的供给三者同时存在，相互结合，缺一不可。灭火就是要除掉其中的一两个或全部因素。因此，灭火的方法大体可以对应地分为：消除可燃物、降低燃烧温度、断绝空气的供给3个方面。但是每个具体的灭火方法的作用并不单单局限于某一方面。在实际应用中，采用哪一种灭火方法，要根据矿井自身条件和火灾情况而定。矿内灭火方法

1．直接灭火法

(1)挖除可燃物：挖除可燃物就是将已经发热或燃烧的矿物、岩石以及其他可燃物挖出、清除、运出井外。这是扑灭矿井火灾最彻底的方法，但是采用这种方法的条件是：火灾处于初起阶段，涉及范围不大；无爆炸危险；火源位于人员可直接到达的地点。这种灭火方法具有一定的危险性，工作必须要组织好，同时要制定严格的安全措施。矿内灭火方法

1．直接灭火法

(2)用水、化学灭火器、惰性气体、泡沫剂、胶体材料、砂子或岩粉等，直接在燃烧区域及其附近灭火，以便在火灾初起时迅速地扑灭。矿内灭火方法

2．封闭火区灭火法封闭灭火法是在通往火区的所有巷道内建筑防火墙、填平地面塌陷区裂隙，以阻止空气进入火源地，从而使火区因缺氧而熄灭。一般该法在当不能用直接灭火法或用其无效时采用。矿内灭火方法

2．封闭火区灭火法对火区的封闭，首先应考虑的是，将火区迅速而严密地控制和封闭起来的迫切性以及封闭过程中引起爆炸的可能性。因此，对于密闭墙的类型和强度、建造地点和施工快慢、封闭过程中的通风、最后封闭的程序等，都必须慎重作出决定。矿内灭火方法

火区封闭后，应设法加速火灾熄灭。首要的措施是减少火区的漏风。由于现今任何密闭墙都不能完全杜绝漏风，所以必须采取补充措施——平衡风压，即尽量减小火区进风与回风两侧的风压差。矿内灭火方法

利用平衡风压法的原理，针对各种不同情况，提出过各种减少向火区或崩落采空区漏风的具体措施。如设置消火灾巷道、建立平衡压差的硐室等。在采用抽出式通风系统的矿井中，为了要减少从地面渗漏到崩落区的漏风，可在崩落区下面的主通风风流(其风压对地面说为负压)中设置辅扇(在该采区的入风侧)，并在其回风侧设置调节风窗，以便提高该采区通风风流的风压，或者说，保持该采区的进风风量等于或略大于它的回风量，就能阻挡从地面漏入风量。矿内灭火方法3．联合灭火法当矿内火灾不能用直接灭火法消灭火灾时，应立即采用本法。目前常用的是向封闭火区注入泥浆或惰性气体。矿内灭火方法3．联合灭火法

(1)灌浆灭火：消火性灌浆的技术内容大体上与上述预防性灌浆的相同，不过，灌浆方式和灌浆参数必须根据消灭火灾这一目的和具体条件来确定。一般的原则是在确定了火源中心及其发展动向以后，使泥浆包围火源和附近的蔓延区，在该区城内先外围后中心地实行全面灌浆，或在火灾蔓延的前方注一带泥浆“篱笆”阻止火灾蔓延。如果利用钻孔，钻孔不要布置在地表塌陷区，更不要将钻孔打入采空区内的矿柱中。若采用消火巷道通达火源来注浆，则应注意在火区附近掘进消火巷道的安全性。矿内灭火方法(2)灌注惰性气体灭火：往封闭火区注入惰性气体(CO2、N2、炉烟和水蒸汽等)可以排挤出火区的空气、降低空气中的含氧量、冷却火源、增加密闭区内的气压以减少漏风；同时惰性气体易于渗入矿、岩的空隙而包围燃烧体，阻止其氧化。可见，其灭火作用是很大的。但是，用这种方法需要一定的设备，气体消耗量大，成本较高，且要求高质量的封闭以防这类毒害性气体渗出。火区管理与启封

1．火区管理

矿井火区被封闭之后，可以认为已被控制，但是火源并末彻底熄灭，对矿井仍是一个潜在的威胁。因此，加强火区管理，促使火源早日消灭是摆在通风防灭火工作者面前的一项主要任务。2．火区观测

为了判断火区内火灾是否熄灭和能否打开火区，应该经常观测火区。观测火区的方法是定期采集火区内的空气试样进行气体成分的分析，测量火区内的温度和流出水的温度。2．火区观测特别注意：在邻近进风井或进风大巷的火区受到高负压的作用时极易发生火源复燃事故。因此，有时在火区出风侧密闭的取样分析氧浓度虽然为零，但也不能作为判定火区已经熄灭的根据。在注氮灭火的过程中，火区气体指标也无法反映熄灭程度。2．火区观测

如果通过防火墙上管子所收集的上述资料(分析和测定结果)，还不足以判断火情时，则可打专用钻孔，进行检查。必须注意系统记录和统计各火区的观测资料，当发现下列情况时，可以认为火灾已经熄灭：

(1)火区内的空气和矿、岩的温度已稳定地降至30℃以下；

(2)火区内没有CO和S02，或者含量始终保持“痕迹”；

(3)火区内流出的水的温度降至25℃以下，其酸性逐渐减弱。2．火区观测

只有当确证火灾已经熄灭，才考虑重开火区，恢复火区的生产。为此，应该编制工程计划，经主管局（公司）审批后，由矿山救护队执行，启开防火墙和恢复火区的通风。启封火区时，在火区附近必须设立救护基地，准备消火器材；选定火区的回风道，回风道内的人员应事先撤出；对回风道内的空气成分必须经常测定，若发现有CO和SO2时，须立即停止火区的通风，并将火区重新封闭。2．火区观测启封火区的方法有两种：当火区范围不大，确认火源已经熄灭时采用通风启封火区法。当火区范围较大，火源是否已经完全熄灭难以确认时采用锁风启封火区法。火区打开后，应该在有救护队值班和经常检查空气成分的条件下，进行试生产10天，情况良好，才将其投入正常生产。6.7火灾时期矿内风流控制一、火风压矿内火灾发生后，火灾所波及的巷道里的空气成分将发生变化，并且空气被加热而容重减少，形成于自然热风压类似的热风压。这种热风压称为火风压。火风压是发生矿内火灾时所引起的热风压的增量。火风压的影响因素：巷道的始末差越大，产生的火风压越大。火焰把空气加热的温度越高，火风压越大。二、火风压对矿内通风的影响火风压对主扇工况的影响当火风压与矿井总风压方向一致，新的联合特性曲线。主扇工况点为E点，主扇的风压减小，风量增加，功率增加，可能造成离心式扇风机的电机烧毁。火风压对通风网路的影响上行风流中，局部火风压的作用方向与原风流方向一致，结果使出现火风压的巷道里风量增加，旁侧风流逆转，下行风流中，局部火风压的作用方向与原风流方向相反，该巷道中风流逆转。三、火灾时期风流紊乱的防治降低火风压在矿井通风的分支风流中发生火灾的场合，应该维持主扇风机的运转。尽可能利用火源附近的巷道，将烟气直径导入总回风道，排到矿外。火灾发生在总入风流中，应进行全矿性反风。火灾发生在总回风流中，维持原来风流方向才能够把烟气迅速排出。思考题矿山外因火灾的主要引火源有哪些，如何控制这些引火源。火灾时期矿内风流紊乱的原因是什么，应该怎样防治。均压技术是在20世纪50年代由波兰汉·贝斯特朗（H.Bystron）教授首先提出。均压（“以风治火”），简单，成本最低，控制火势的发展常常立竿见影，深受现场欢迎。根据煤矿井下煤炭自燃发火区域是否封闭，均压技术可分为两种类型：开区均压和闭区均压。1、开区均压开区均压通常是指在生产工作面建立的均压系统，其特点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，尽量减少向采空区漏风，抑制煤的自燃，防止CO等有毒有害气体涌入工作面，从而保证正常生产的进行。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(如并联、角联和复杂联等)，开区均压也有几种不同类型。矿山防灭火措施均压防灭火（1）调节风窗均压适用于工作面采空区内形成的并联漏风方式。通常在工作面的回风巷内安设调节风窗，使工作面内的风流压力提高，以降低工作面与采空区的压差，从而减少采空区中气体涌出。适用于采空区内已有自燃迹象，并抑制采空区中的火灾气体（一氧化碳等）涌到工作面，威胁工作面的安全生产。安设调节风窗后，通风巷道的压力如图1示。图1123A4（1）调节风窗均压图2（2）局部通风机均压有时为提高风路的压力，需在风路上安设带风门的风机（即辅助通风机），利用风机产生的增风作用，改变风路上的压力分布，达到均压的目的。下图为局部通风机调压原理图3（3）调节风窗与局部通风机联合均压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，还有外部漏风，这些最后都要经过经回采工作面上隅角排出。采空区的自燃征兆往往是从上隅角表现出来的。调节风门与扇风机联合均压常常采用工作面进风巷安设扇风机而回风巷安设调节风门的联合均压措施。图42、闭区均压闭区均压就是对已经封闭的区域进行均压，它一方面可以防止封闭区中的煤炭自燃，又可加速封闭火区的熄灭速度。常用的闭区均压主要技术措施有：并联风路与调节风门联合均压调压风机与调节风门联合均压连通管均压（1）并联风路与调节风门联合均压预防性灌浆预防性灌浆按与回采的关系分三种：采前预灌、随采随灌和采后封闭灌浆。采前预灌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多的易自燃、特厚煤层。随采随灌则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，这是预防性灌浆采用的主要方法。随采随灌分为钻孔灌浆、埋管灌浆和洒浆三种方式。采后注浆是采空区封闭后，利用钻孔向工作面后部采空区内注浆。1、钻孔灌浆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。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，使整个采空区特别是下半段也能灌到足够的泥浆。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20m左右预留一个三通接头，并分装分支软管和插管。将插管插入支架掩护梁后面的跨落岩石。阻化剂防火阻化剂也称阻氧剂。将其溶液喷洒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，因此称为阻化剂。阻化剂包括如氯化钙（CaCl2）、氯化钠（NaCl）、氯化镁（MgCl2）、水玻璃(Na2SiO3)等无机盐类化合物。该项防灭火技术是在60年代初发展起来的，在国外和国内的一些矿井都进行了应用，取得了很好的效果。它是进行煤矿防灭火的一个重要手段之一。阻化剂防火由于技术工艺系统简单，设备少，成本低，防火效果好等优点，在一些矿区得到了广泛应用。六、惰性气体可以被用作矿井防灭火的惰性气体主要有：CO2燃烧惰性气体氮气六、惰性气体1、二氧化碳二氧化碳的密度相对于空气是1.52，利用其密度大的特点可用来对付矿井中发生在位置较低处的火灾；但是，二氧化碳对控制水平和上行巷道或工作面的火灾效果就较差。二氧化碳作为惰性气体防灭火存在以下不足：二氧化碳易溶于水，在潮湿的环境下要损失部分气态二氧化碳。二氧化碳比较容易吸附在煤体和烧焦的煤炭上，甚至比瓦斯的吸附性更强。当二氧化碳与燃烧成白炽的碳化物的表面相接触时，二氧化碳就生成一氧化碳。二氧化碳的使用成本一般高于氮气。六、惰性气体2、燃烧惰性气体将火区封闭后，火区内的氧气将被消耗而成为烟气。烟气的主要成分是二氧化碳、氮气和水蒸气，这样的混合气体可看作是窒息火区的惰性气体，会使火区惰化，使火势熄灭。但是，这样的混合气体可能含大量的可燃性气体，如果有新鲜空气进入的话，就可能发生爆炸。直接利用火灾气体灭火，因实际使用困难，很少采用；但可采用燃油燃烧的惰气灭火。六、惰性气体2、燃烧惰性气体目前国内外矿山救护队一般装备有用燃油燃烧的惰气发生装置。惰气发生装置的特点是产生的惰气量大，如燃烧煤油的喷气式发动机，当燃烧速率为0.7kg/s时，会产生30m3/s的惰性烟气，发动机在产生大量烟气的同时，还会产生大约30MW的电力，可以作其它用途。为使惰气装置灭火性能更优，需用水对烟气进行冷却处理，经冷却的湿式惰气注入火区，可快速控制火势、窒息火区。六、惰性气体3、氮气氮气(http://homen.vsb.cz)捷克于1949年在Doubrava矿井最早使用氮气灭火。英国、德国、法国、前苏联、保加利亚、印度、波兰等国也较早使用了氮气。在常温常压下，氮分子结构与化学性质非常稳定，很难与其它物质发生化学反应，它是一种良好的灭火用惰性气体。理论与实践表明，当氧含量降低到5~10％时，可抑制煤的氧化自燃，而氧含量降低到3％以下时，则可以使煤炭燃烧熄灭并阻止其复燃。氮气防灭火技术以氮气其特有的物理性质，丰富的氮气资源，简单的注氮工艺，使其成为自燃矿井不可或缺的防灭火技术。现场应用目前为止，某矿制氮装置已累计向采空区注氮300万m3（地面钻孔的注氮量，不包括井下密闭的）采空区的氧含量持续低于5％。钻孔编号注浆量/m3图7南四JXZD-700型制氮机南二DM-600型制氮机制氮机组图8（1）氮气防灭火的优缺点氮气防灭火有以下优点：①注入氮气可使防治区域缺氧惰化，迅速灭火，并能为抢险救灾工作提供较安全可靠的环境。②可使防治区域呈正压，防止或杜绝新鲜空气流入，以保持防治区域的氮气惰化度。③具有降温作用。氮气在管路中带压输送，在注氮口氮气膨胀吸热，可部分地吸收煤炭氧化生成的热量。④氮气比重和空气相近，易于和空气混合，氮分子能渗入采空区的所有地点，扩散半径大，惰化覆盖面广。⑤注氮不污染防治区，无腐蚀或不损坏综采设备。（1）氮气防灭火的优缺点注氮防灭火有以下缺点：①氮气在防治区滞留的时间不是太长，特别是存在漏风通道的情况下，氮气易遗失，不能像泥浆那样长期起到防灭火作用。②注氮能迅速遏制火灾，但灭火降温困难，使火区完全熄灭时间相当长。因此，注氮灭火的同时，要辅助其它灭火措施，处理残火，以防复燃。③氮气本身虽无毒，但具有窒息性，对人体有害。井下作业场所所需氧含量下限值为19％，所以有氮气泄漏的工作地点的氧含量不得低于19％。（2）氮气的制取氮气是空气中的主要成分，因此空气为氮气的制取提供了取之不尽、用之不竭的来源。矿井防灭火工作中所用的氮气，都