第六章矿井火灾防治

2023/2/21一、矿井火灾的概念及基本要素

１.矿井火灾的概念凡是发生在矿井井下或地面，威胁到井下安全生产，造成损失的非控制燃烧均称为矿井火灾。如地面井口房、通风机房失火或井下皮带着火、煤炭自然等都是非控制性燃烧，均属于矿井火灾。

2.发生火灾的基本（条件）要素引起火灾的基本要素归纳起来有以下三点：第六章矿井火灾防治

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(1)热源—具有一定温度和足够热量的热源才能引起火灾。在矿井中煤的自燃、爆破作业、机械摩擦、电流短路、吸烟、烧焊等，都有可能成为引火的热源。

(2)可燃物—在矿井中，煤本身就是一个大量且普遍存在的可燃物。另外，坑木、各类机电设备、各种油料、炸药等都具有可燃性。可燃物的存在是火灾发生的物质基础。第六章矿井火灾防治

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(3)氧气——燃烧是剧烈的氧化反应。可燃物尽管有热源点燃，但缺乏足够氧气时，燃烧是很难持续的。以上三要素必须同时存在才会发生火灾，缺一不可。二、矿井火灾的分类及其特点根据矿井火灾发生的地点和发生的原因分类，通常可将矿井火灾分成两大类：第六章矿井火灾防治

2023/2/24第六章矿井火灾防治

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(一)根据矿井火灾发生的地点分类

1.地面火灾地面火灾是指发生在矿井工业场地内的厂房、仓库、储煤场、矸石场、坑木场等处的火灾。

2.井下火灾井下火灾也称矿内火灾，是指发生在井下，或发生在地面但能波及井下的火灾。井下火灾按其发生的地点和对矿井通风的影第六章矿井火灾防治

2023/2/26响大小以及灭火救灾的难易程度，又分为三类，即上行风流火灾、下行风流火灾和进风流火灾。

(1)上行风流火灾。发生在上行风流中的火灾称为上行风流火灾。火灾发生后，从矿井进风井流向火源，经过火源流向回风井的一条风路称为主干风路，除主干风路以外的其他风路称为旁侧支路。上行风流中发生火灾时，由火灾产生的火风压(发生火灾时，高温烟流流经有高差的井巷所第六章矿井火灾防治

2023/2/27产生的附加风压)方向与风流方向一致。

(2)下行风流火灾。发生在下行风流中的火灾称为下行风流火灾。下行风流中发生火灾时，火风压的方向与矿井主要通风机风压作用方向相反，发生风流逆转的风路与上行风流发生火灾时正好相反，主干风路中风流方向将是不稳定的，当火风压增大到一定值时，主干风路内的风流将发生逆转。第六章矿井火灾防治

2023/2/28在下行风流中发生火灾时，通风系统的风流由于火风压作用发生的再分配和流动状态的变化，要比上行风流发生火灾时复杂得多，因此，需要采用特殊的灭火救灾措施。

(3)进风流火灾。发生在进风井、进风大巷或采(盘)区等进风路内的火灾称为进风流火灾。

(二)根据矿井火灾发生的原因分类

根据引起矿井火灾发生的原因不同，通常可第六章矿井火灾防治

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将矿井火灾分成两类：一类是外部火源引起的矿井火灾，也叫外因火灾；一类是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。

1.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。多发生在井口房、井筒、井底车场、石门及机电硐室和有机电第六章矿井火灾防治

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设备的巷道等地点。外因火灾具有火源明显、发生突然、来势凶猛等特点，若发现不及时，则可能酿成重大事故。在矿井火灾中，外因火灾仅占4%～10%，但据统计，煤矿重大以上火灾事故90%都属于外因火灾。

2.内因(自燃)火灾—又称煤炭自燃，是指由于一些自燃物质(主要是煤)在一定条件或环境下第六章矿井火灾防治

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(如破碎后集中堆积，又有一定的风流供氧)自身发生物理、化学变化、积聚热量使其温度升高，达到自燃点而形成的火灾称之为内因火灾。煤矿这类火灾常发生在开采有自燃倾向性煤层的矿井中，它具有发生之前有预兆(根据预兆能够早期予以发现)，发生地点隐蔽(如采空区内、煤柱内等)，不易发现；即使找到火源，亦难以扑灭，火灾持续时间长等特点。据统计，内因火灾第六章矿井火灾防治

2023/2/212第六章矿井火灾防治

2023/2/213发生的次数占矿井火灾次数的90%以上。三、矿井火灾的危害矿井火灾对煤矿生产及职工安全的危害主要有以下几方面：

1.产生大量有害气体矿井发生火灾后能产生CO、CO2、SO2等大量有害气体和烟尘，这些有害气体随风流扩散，能波及相当大的范围，甚至全矿井，造成人员伤亡。第六章矿井火灾防治

2023/2/214据国内外统计，在矿井火灾事故中的遇难人员95％以上是死于有害气体中毒。

2.产生高温

矿井火灾时，火源及近邻处温度常达1000°C以上，高温往往引燃近邻处的可燃物，使火灾范围扩大。

3.引起瓦斯煤尘爆炸

在有瓦斯煤尘爆炸危险的矿井中，火灾容易第六章矿井火灾防治

2023/2/215引起瓦斯、煤尘爆炸，从而扩大了灾害的影响范围。

4.破坏设备和资源矿井火灾会烧毁材料厂、厂房，烧坏设备、工具等。此外，自燃火灾除燃烧掉部分煤炭资源。

5.造成重大经济损失导致局部甚至全矿井长时间被封闭、不能生产而造成重大经济损失。第六章矿井火灾防治

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6.影响生产扑灭火灾需要耗费大量人力、物力、财力，而且火灾扑灭后，恢复生产仍需付出很大代价。

四、煤炭自燃（一）煤炭自燃的发展过程

煤炭自燃的发展过程可分为潜伏期、自热期和自燃期3个阶段，如图所示。1.潜伏期第六章矿井火灾防治

2023/2/217第六章矿井火灾防治

煤炭自燃的个阶段2023/2/218

1.潜伏期自煤层开采接触空气起至煤温温开始升高所进过的时间区间称为潜伏期或自燃准备期。在潜伏期，煤与氧的作用是以物理吸附为主，放热很小。

2.自热期随着时间增长，煤温度开始升高到达着火点所经过的时间区间称为自热期或自热阶段。经过第六章矿井火灾防治

2023/2/219潜伏期，被活化了的煤炭能更快地吸附氧气，氧化速度增加，氧化放热量较大，如果来不及散热，煤温就逐渐升高，当煤温逐渐升高到某一临界温度(一般为70°C)以上时，氧化急剧加快，产生大量热量，使煤温继续升高。这一阶段的特点是:(1)氧化放热较大，煤温及其环境(风、水、煤壁)温度升高；第六章矿井火灾防治

2023/2/220(2)产生CO、CO2和碳氢类(CmHn)气体产物，并散发出煤油、汽油昧和其他芳香气味；(3)有水蒸气生成，火源附近出现雾气，遇冷会在巷道壁上凝结成水珠(俗称巷道“出汗”)；(4)微观结构发生变化，如在达到临界温度之前，改变了供氧和散热条件，煤的增温过程就自然放慢而进入冷却阶段，煤逐渐冷却并继续缓慢氧化到惰性的风化状态，失去自燃性，如图中的第六章矿井火灾防治

2023/2/221虚线所示。

3.燃烧期煤温度升高到燃点后，若供氧充分，则发生燃烧，出现明火和大量高温烟气，烟气中含有CO、CO2和碳氢化合物:若煤温达到燃点后，供氧不足，只产生烟雾无明火，煤发生干馏或阴燃。煤炭干馏或阴燃与明火燃烧稍有区别，CO多于CO2，温度低于明火燃烧。第六章矿井火灾防治

2023/2/222(二)影响煤炭自燃的因素

煤炭自燃需要具备四个条件:①具有自燃倾向性的煤呈破碎状态堆积，其厚度大于0.4m；②连续地供氧；③有较好的蓄热条件；④前边三个条件共存的时间大于煤的自然发火期。第六章矿井火灾防治

2023/2/2231.影晌煤炭自燃倾向性的因素

煤的自燃倾向性是指煤自燃的难易程度，它主要受下列因素的影响:(1)煤的化学性质与变质程度

从科研和生产实践可知，煤的自燃倾向性随煤的变质程度增高而降低，褐煤燃点最低，其发火次数比其他煤多得多，气煤、长焰煤次于褐煤，但高于无烟煤，无烟煤发火性最低。第六章矿井火灾防治

2023/2/224(2)煤岩成分

暗煤硬度大，难以自燃。镜煤和亮煤脆性大，易破碎，自燃性较大。丝煤结构松散，燃点低(1900C～2700C)，吸氧能力较强，可以起到“引火物”的作用，镜煤、亮煤的灰分低，易破碎，有利于煤炭的自燃发展。因此含丝煤多的煤，自燃倾向性大，含暗煤多的煤，不易自燃。(3)煤的含硫量

第六章矿井火灾防治

2023/2/225煤中的硫以三种形式存在，即黄铁矿、有机硫、硫酸盐。对煤的自燃倾向性影响大的是以黄铁矿形式存在的硫。黄铁矿容易与空气中的水分和氧相互作用，放出大量热，因此，黄铁矿的存在，将会对煤的自燃起加速作用，其含量越高，煤的自燃倾向性越大。(4)煤中的水分

煤中水分少时，有利于煤的自燃；水分足够第六章矿井火灾防治

2023/2/226大时，会抑制煤的自燃，但失去水分后，其自燃危险性将会增大。(5)煤的空隙率和脆性

煤的空隙率越大，越易自燃。对于变质程度相同的煤，脆性越大，开采时易破碎，自燃容易。

2.影响煤炭自燃的地质、开采因素

(1)煤层厚度

煤层厚度越大，自燃危险性越大。这是因为第六章矿井火灾防治

2023/2/227厚煤层的开采，煤炭回收率低，煤柱易遭到破坏，采空区不易封闭严密，漏风较大等原因所致。厚煤层的开采目前有分层开采和一次采全高两种方法。分层开采时，下分层的回采巷道的掘进和回采作业均在假顶下进行，采煤和掘进过程都会与上分层的采空区发生漏风联系，自然发火严重。放顶煤开采时，采空区范围大，遗煤多，工作面推进速度慢，发火较严重，但小于分层开采。第六章矿井火灾防治

2023/2/228(2)煤层倾角

煤层倾角越大，发火越严重。这是由于倾角大的煤层开采时，顶板管理较困难，采空区不易充实，尤其急倾斜煤层煤柱也难留住，漏风大。(3)顶板岩石性质

坚硬难垮落型顶板，煤层和煤柱上所受的矿山压力集中，易破坏，采空区充填不实，漏风大，且封闭不严，有利于自燃的发生。松软易冒第六章矿井火灾防治

2023/2/229落的顶板，采空区充填充分，漏风小，自燃危险性较小。(4)地质构造

受地质构造破坏的煤层松软、破碎、裂隙发育，氧化性增强，漏风供氧条件良好，因此，自然发火比煤层赋存正常的区域频繁得多。尤其有岩浆侵入的区域自然发火更多。(5)开采技术因素

第六章矿井火灾防治

2023/2/230开采技术因素是影响煤炭自燃的重要因素。不同开拓系统与采煤方法，使煤层自然发火的危险性不同。因此，选择合理的开拓系统和采煤方法对防止自然发火是十分重要的。合理的开拓系统应保证对煤炭切割少，留设的煤柱少，采空区能及时封闭；合理的采煤方法应是巷道布置简单，煤炭回收率高，推进速度快，采空区漏风小。(6)漏风强度第六章矿井火灾防治

2023/2/231漏风给煤炭自燃提供必须的氧气，漏风强度的大小直接影响着煤体的散热。有的学者认为，采空区漏风强度大于1.2m3/(min·m2)或小于0.06m3/(min·m2)时都不会发生自燃火灾。最危险的漏风强度为0.4m3/(min·m2)～0.8m3/(min·m2)。在防火工作中，必须尽量减少漏风。(三)煤炭自燃倾向性的鉴定第六章矿井火灾防治

2023/2/232煤炭自燃倾向性的鉴定方法很多，我国目前采用“双气路气相色谱吸氧法”。它是用ZRJ－1型煤自燃性检测仪来测定常压下每克干煤在300C时的吸氧量。根据此吸氧量来划分煤的自燃倾向性等级。

1.鉴定的目的鉴定煤自燃倾向性的目的是:划分煤层自然发火等级，区分煤的自燃危险程度，从而采取相应第六章矿井火灾防治

2023/2/233的防火措施。

2.自燃倾向性的划分我国对煤的自燃倾向性的划分按下表分类。《规程》规定:新建矿井的所有煤层的自燃倾向性由地质勘探部门提供煤样和资料，送国家授权单位做出鉴定，鉴定结果报省级煤矿安全监察机构及省(自治区、直辖市)负责煤炭行业管理部门备案。第六章矿井火灾防治

2023/2/234第六章矿井火灾防治

自然等级自然倾向性30°C常压煤的吸氧量∕cm3·(ɡ·干煤)-1褐煤、烟煤高硫煤、无烟煤Ⅰ容易自然≥0.80≥1.00全硫（St·d∕%）＞2.00Ⅱ自然0.41~0.79≤1.00全硫（St·d∕%）＞2.00Ⅲ不易自然≤0.40≥0.80全硫（St·d∕%）＜2.00煤的自然倾向性分类（方案）2023/2/235自然发火期可采用统计法来衡量。煤层巷道从揭露煤层之日起，至该巷道发生自然发火之日止，为该巷道的煤层自然发火期；采煤工作面从开切眼开采之日起，至发生自然发火之日止，为该采煤工作面的煤层自然发火期。（四）煤炭自燃的旱期识到与预防煤炭自燃的旱期发现，有利于防止其继续发展，避免自然火灾的发生。早期识别煤炭自然的第六章矿井火灾防治

2023/2/236方法可归纳为以下两种。

1.人体感觉识别煤炭自燃煤炭从自热到自然的氧化过程中有许多征兆，这些征兆人们可以直接感觉到，有以下感觉时，应引起重视，及时汇报。⑴视力感觉巷道中出现雾气或巷道壁及支架上出现水珠，表明煤炭已开始进入自燃阶段。但是，当井第六章矿井火灾防治

2023/2/237下两股温度不同风流汇合处也能出现雾气，井下发生透水事故前的预兆也有水珠出现。因此，在井下煤壁上发现水珠时，应结合具体条件加以分析，做出正确的判断。

⑵气味感觉如果在巷道或采煤工作面闻到煤油、汽油、松节油或焦油气味，表明此处风流上方某地点煤炭自燃已经发展到自热后期。温度己在1000C～第六章矿井火灾防治

2023/2/2382000C。

⑶温度感觉

当人员行入某些地区，感觉空气温度高，闷热；用于触摸煤壁或巷道壁发热或烫手，触摸从煤壁内涌出水，感觉较热，说明煤壁内己自热或自燃。

⑷身体不舒的感觉

人员在井下某些地区出现头痛、闷热、恶心、第六章矿井火灾防治

2023/2/239精神疲乏、裸露皮肤轻微疼痛等不适舒服的感觉，表明所处位置附近的煤炭已进入自然发火期，这些不舒服的感觉是由于自然，使空气中氧气含量减少，有害气体（如CO）含量增加，使人轻微中毒所致。

2.气体分析法

气体分析法是利用仪器分析和检测某些指标气体的浓度变化，来预报煤炭自燃的方法。第六章矿井火灾防治

2023/2/240

⑴指标气体与预报指标

目前，我国常用的指标气体有CO、乙烯（C2H4）、乙炔（C2H2）、丙烷（C3H8）、乙烷（C2H6）等，预报指标有CO和C2H4绝对量、火灾系数、链烷比。

①CO绝对量

通过测定观测点空气的CO浓度和观测点风流的风量计算CO绝对量，以此绝对量值大小来预报第六章矿井火灾防治

2023/2/241煤炭自燃。其计算公式如下:H=CQ式中H—自然发火预报指标，m3/min；

C—观测点气样中CO浓度，％；

Q—观测点出的风量，m3/min。由于H受各种因素的影响，如煤种、井下正常时期气体成分和浓度、着火范围大小等，因此，难以定出统一的临界值。各矿井可在实际中统计第六章矿井火灾防治

2023/2/242出适合于本矿的临界值。

②火灾系数根据气样分析的结果，先计算CO、CO2的增加量+△CO、+△CO2与O2的减少量-△O2，然后计算火灾系数，按火灾系数值预报。③链烷比法链烷比是指烷系气体之间浓度的比值，常用的有乙烷（C2H6）∕乙烯（C2H4）、丙烷（C3H8）第六章矿井火灾防治

2023/2/243∕乙烷（C2H6），链烷比受风流及自然范围的影响较小。根据链烷比的变化，可以预报煤炭自然的发展阶段，其比值应结合具体条件来定。六枝煤炭集团根据丙烷（C3H8）∕乙烷（C2H6）比值预报，比值为0.02～0.06，煤炭处于正常状态；比值为0.1～0.12时，煤炭进入自然发火危险阶段；比值为0.15～0.18时，煤炭进入自然阶段。第六章矿井火灾防治

2023/2/244⑵取样⑶气体分析⑷束管检测系统

⑸矿井火灾检测

五、外源火灾

外源火灾的发生必须其备:有可燃物存在、有足够的氧气和引燃可燃物的热源。煤矿井下可燃物种类较多，大体可分为:

第六章矿井火灾防治

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(1)固体可燃物。(2)液体可燃物。有变压器油、液压油、润滑油等。(3)气体可燃物。有瓦斯、氢气等可燃性气体物质。引起外源火灾的热源有:(1)明火。(2)电器设备火。

第六章矿井火灾防治

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(3)爆破。井下违章爆破而产生的一切爆破火。(4)机械摩擦火。(5)瓦斯、煤尘爆炸。外源火灾在矿井中占的比重虽然不大，但造成的危害相当大。1990年5月8日，黑龙江某煤矿在井下安装带式输送机的施工过程中，违章作业，用气焊切割钢板时，飞溅的火花引燃作业点附近残留的胶沫、胶条，发生了火灾亊故。导致第六章矿井火灾防治

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80人死亡，23人受伤，造成567万元的直接经济损失。随着煤矿机械化程度的提高，井下的机械和电器设备增多，由此而引起的火灾亊故呈上升趋势。因此，加强外源火灾的预防非常重要。六、矿井防灭火技术

（一）外源火灾的预防预防外源火灾关键在于严格遵守《规程》的规定，《规程》对外源火灾的预防内容有:第六章矿井火灾防治

2023/2/2481.地面火灾的预防规定（1）生产和在建矿井必须制定井上、下防火措施。矿井的所有地面建筑物、煤堆、矸石山、木料场等处的防火措施和制度，必须符合国家有关防火的规定。（2）木料场、研石山、炉灰场距离进风井不得小于80m。木料场距离矸石山不得小于50m（见下图）。不得将石干石山或炉灰场设在进风井第六章矿井火灾防治

2023/2/249第七章矿井火灾防治

2023/2/250的主导风向上风侧，也不得设在表土10m以内有煤层的地面上和设在有漏风的采空区上方的塌陷范围内。（3）新建矿井的永久井架和井口房、以井口为中心的联合建筑，必须用不燃性材料建筑。（4）进风井口应装设防火铁门，如果不设防火铁门，必须有防止烟火进入矿井的安全措施。（5）井口房和通风机房附近20m内，不得有第六章矿井火灾防治

2023/2/251烟火或用火炉取暖。暖风道和压入式通风的风硐用不燃性材料砌筑，并应至少装设2道防火门（见下图）。（6）矿井必须设地面消防水池，并经常保持不少于200m3的水量（见下图）。

2.井下外因火灾预防的规定（1）井下必须设消防管路系统，管路系统应每隔100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中第六章矿井火灾防治

2023/2/252第六章矿井火灾防治

2023/2/253第六章矿井火灾防治

2023/2/254应每隔50m设置支管和阀门（见下图）。如果消防用水同生产、生活用水同一水池，应有确保消防用水的措施。开采下部水平的矿井，除地面消防水池外，可利用上部水平的水仓作为消防水池。（2）井筒、平硐与各水平的连接处及井底车场，主要绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处，井下机电设备硐室，主要巷道内带式输送机机头前第六章矿井火灾防治

2023/2/255第六章矿井火灾防治

2023/2/256后两端各20m范围内，都必须用不燃性材料支护。（3）井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。（4）井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接工作。如果必须在井下焊接时，每次必须制定安全措施，并指定专人在场检查监督；焊接地点前后两端各10m的井巷范围内，应是不燃性材料支护，并应有供水管路，有专人喷水。焊接工作地点至少备有2个灭火器（见以两下图）。第六章矿井火灾防治

2023/2/257第六章矿井火灾防治

2023/2/258第六章矿井火灾防治

2023/2/259（5）井下严禁存放汽油、煤油和变压器油。（6）井上、下必须设置消防材料库，并应装备消防列车。（7）井下爆炸材料库、机电设备硐室、检修硐室、材料库、井底车场、使用带式输送机或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中，应备有灭火器材，其数量、规格和存放地点，应在灾害预防和处理计划中确定。

第六章矿井火灾防治

2023/2/260（8）采用滚筒驱动带式输运机运输时，必须使用阻燃输送带，其托辊的非金属材料零部件和包胶滚筒的胶料，其阻燃性和抗静电性必须符合有关规定。并应装设温度保护、烟雾保护和自动洒水装置。液力偶合器严禁使用可燃性传动介质。（9）采用矿用防爆型柴油动力装置时，排气口的排气温度不得超过700C，其表面温度不得超过1500C。各部件不得用铝合金制造，使用的非金属第六章矿井火灾防治

2023/2/261材料应其有阻燃和抗静电性能。油箱及管路必须用不燃性材料制造。油箱的最大容量不得超过8h的用油量。燃油的闪点应高于700C。必须配置适宜的灭火器。（10）井下电缆必须选用经检验合格的并取得煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。（11）井下爆破不得使用过期或严重变质的爆破材料；严禁用粉煤、块状材料或其他可然性材料第六章矿井火灾防治

2023/2/262作炮眼封泥；无封泥、封泥不足或不实的炮眼严禁爆破，严禁裸露爆破（见以两下图）。（12）箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时，井筒中必须装设自动报警灭火装置和敷设消防管路。（13）严格入井检身制度，严禁带点火物品入井。

（14）经由地面架空线路引入井下的供电线路第六章矿井火灾防治

2023/2/263第六章矿井火灾防治

2023/2/264第六章矿井火灾防治

2023/2/265第六章矿井火灾防治

2023/2/266和电机车架线，必须在入井处装设防雷电装置。（15）由地面直接入井的轨道及露天架空引入（出）的管路，必须在井口附近将金属体进行不少于2处的良好的集中接地。（16）通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。（二）煤炭自燃的预防根据现场统计，煤炭自燃火灾一般发生在既第六章矿井火灾防治

2023/2/267有浮煤堆积又有漏风的地方。井下易发生的地点经常有:①采空区，特别是未及时封闭或封闭不严且留有大量浮煤的采空区；②煤柱内；③煤层巷道的冒空跨帮处；④地质极造附近。以上这些地点，都与巷道布置和采煤方法有直接关系。因此，改进巷道布置和采煤方法，既有利于生产，以有利于防止和扑灭火灾。

1.开采技术措施第六章矿井火灾防治

2023/2/268（1）选择合理的矿井开拓系统合理的开采系统应符合:一是对煤层的切割少；二是系统简单，运输环节少，通风线路短，通风风压低，通风设施少，矿井内外部漏风小，采(盘)区或区域划分合理；三是有利于灾害的预防，便于灾变时人员撤离。其主要体现在以下几点:

①开拓巷道的布置从预防煤炭自燃的角度出发，矿井的主要开第六章矿井火灾防治

2023/2/269拓巷道应布置于煤层底板岩石中，对煤层的切割少，维护量小。对开采多煤层的矿井联合布置很优越。

②开采顺序采用采(盘)区后退式开采顺序比前进式开采顺序有利于防火。后退式，运输大巷两侧为实体煤，漏风小，护巷煤柱不发火或发火少。大巷随采(盘)区的结束而报废，护巷煤柱随之被回收，第六章矿井火灾防治

2023/2/270采空区易封闭，且采空区漏风小，煤炭自然的机率小。

③通风系统通风系统的合理与否对煤炭自燃的影响起相当重要的作用。中央式通风系统的线路长、阻力大，不适合开采自燃煤层的矿井；对角式通风线路短，阻力小，有利于防火。即使发生煤炭自然，用密闭灭火时，不致于使全矿井停产。矿井安第六章矿井火灾防治

2023/2/271全出口多，便于人员撤退，安全性好，抗灾能力强。

（2）选择合适的采煤方法采煤方法包括准备、回采巷道的布置与回采工艺。适合于自燃煤层的采煤方法应其备:一是巷道布置简单，对煤层的切割少，漏风小，易采取各种防火措施，采空区易于封闭；二是机械化程度高，推进速度快，采空区冒落充分；三是煤第六章矿井火灾防治

2023/2/272炭回收率高。其体采用以下措施:

①准备巷道布置对一些服务年限较长的准备巷道，尽量布置在岩石中，减少对煤炭的切割。

②回采巷道分采分掘为了解决此问题，采用各区段巷道分采分掘，取消与上区段之间的联络巷。以减少上区段间的漏风。第六章矿井火灾防治

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③采用先进的采煤设备，采区煤炭生产集中化

④改进煤层采煤方法，尽量减少分层数采用综采放顶煤一次采全高，自然火灾的次数明显减少。

⑤提高工作面回采率，减少采空区的遗煤

⑥推广无煤柱开采，减少煤柱火灾⑦工作面采用后退式回采第六章矿井火灾防治

2023/2/274长壁后退式回采工作面进、回风巷随采随废，采空区不留巷道，易对工作面采用均压，采空区漏风少。

（3）通风防火技术

①选拨合理的通风系统所谓合理的通风系统是挃:矿井通风网路结构简单；通风阻力小；主要通风机与网路匹配；通风设施少，布置合理，通风压力分布适宜。第六章矿井火灾防治

2023/2/275a.通风网路结构合理，主要抽风机与风网匹配b.通风设施布置合理通风网路中安设的风门、风墙和调节风门，其位置不适当时，能增大采空区、火区、煤柱等易发火地点的漏风，加速自燃。c.通风压力分布合理开采自燃煤层的采区和采煤工作面进、回风第六章矿井火灾防治

2023/2/276两端压差不宜超过0.2kPa，超过0.2kPa时，应采取降压措施。

②防止漏风的措施a.及时封闭采空区及废旧巷道b.充填与采空区连通的地面裂缝c.堵漏d.降低采煤工作面风量，减少采空区漏风第六章矿井火灾防治

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③均压防灭火均压防火就是降低漏风通道两端的压力差，减少漏风量，防止煤炭自燃，是利用通风方法抑制煤炭自燃的防火技术。

（4）灌浆防火与凝胶防灭火

①灌浆防火灌浆防火就是将粘土、页岩、电厂飞灰等固体材料与水按一定比例制成浆液，通过管路输送第六章矿井火灾防治

2023/2/278到采空区或可能发生煤炭自燃的区域。灌入的浆液脱水后，固体材料沉淀下来，水流到邻近的巷道中排出，灌浆的作用是：包裹浮煤，隔绝它与空气的接触；堵塞煤体裂缝，减少漏风，对已经自热的煤炭起降温作用。灌浆防火是一种防止煤炭自然的措施，也是我国防治煤炭自燃常用的方法。②凝胶防灭火第六章矿井火灾防治

2023/2/279凝胶防火技术是把基料和促凝剂分刡配成一定浓度的水溶液，两溶液按一定比例混合后压注到可能发生自燃的区域或火区、渗入裂缝，发生凝胶作用，生成胶体，充满自燃区或火区，起到堵塞裂缝、隔绝空气、降温作用，达到防止自燃或灭火的作用。凝胶防灭火技术的特点是：

a.固水性。胶体使其中易流动的水固结起来，第六章矿井火灾防治

2023/2/280从而充分发挥水灭火的作用。

b.吸热降温性。c.密封堵漏性。d.耐热性。e.阻化性。促凝剂和基料本身都是阻化剂，两者反应生成的材料也是阻化剂，故凝胶具有通用阻化剂的性能。

f.成胶可控性。成胶时间可以控制。第六章矿井火灾防治

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（5）阻化剂防火与氮气防灭火

①阻化剂防火阻化剂防火就是把一些吸水性很强的盐类物质制成溶液喷洒在煤壁、浮煤上或注入煤体之内，起到增加煤体的外在水分，降低煤体温度，并形成液膜包围煤块，从空气中吸收水分，使煤表面较长时间处于湿润状态，隔绝与氧气的接触；降低煤在低温氧气时的速度，延长煤的自然发火第六章矿井火灾防治

2023/2/282期的作用。防火方法：

a.压注阻化剂防火。对于巷道帮壁出现的高温处、采煤工作面开切眼外侧煤壁、停采线煤壁等易发生自燃的地点，打钻孔注入阻化剂，以防止发火。b.采煤工作面采空区喷洒。采煤工作面放顶后，人工拉上洒浆管沿工作面内浮煤上喷洒阻化剂。第六章矿井火灾防治

2023/2/283c.气雾阻化。在采煤工作面上下隅角设置雾化喷嘴，将阻化剂雾化后，经漏向采空区的风流带入采空区，在重力、静电力等力作用下，降落附着在浮煤上。

②氮气防灭火氮气防灭火就是利用氮气的不燃烧、不助燃的性质来惰化采空区或火区，防治自然发火或灭火。第六章矿井火灾防治

2023/2/284a.氮气防火的原理氮气注入采空气或火区后，可置换出空气，氧气含量下降，使采空区或火区的浮煤缺氧而处于窒息状态。

b.氮气的制取与输送氮气的制取方式有深冷空气法、分子筛变压吸附法和膜式空气法三种。第六章矿井火灾防治

2023/2/285c.氮气防灭火注意亊项氮气防灭火易发生氮气泄漏，如控制不善，不但起不到防灭火作用，反而会污染环境，对人产生危害。因此，使用时需注意以下亊项:

一是注入的氮气浓度不得小于97%;二是注氮前先检查注氮区的漏风情况，用六氟化硫SF6跟踪气体，检查漏风，找出漏风地点并进行堵漏；三是注氮过程中，在工作面上、下隅角每隔一定距第六章矿井火灾防治

2023/2/286离建立隔离墙，以防注入采空区的氮气泄入工作面影响注氮效果和危及人身安全;四是工作面采用均压，尽量减小进回风平巷之间的压力差；五是建立完善的束管监测系统，在注氮的采煤工作面采空区内设置束管监测探失，违续监测CO、O2、CH4、CO2

等气体浓度。

七、矿山灭火技术

（一）发生火灾时的风流控制第六章矿井火灾防治

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1.火风压及其特性

矿井发生火灾时，高温火灾气流流经的井巷内空气成分和温度发生了变化，从而导致空气密度减小，产生附加的自然风压即火风压。根据现观察和理论研究，火风压其有以下特性:（1)火风压出现在火灾气体流经的倾斜或垂直的井巷中。Z越大，火风压值也越大。在水平巷道内，标高差很小时，火风压也极小。第六章矿井火灾防治

2023/2/288（2)火风压的方向总是向上。因此，上行风路中产生的火风压方向与主要通风机风压方向相同；下行风路中产生的火风压方向与主要通风机风压方向相反。（3)火势愈大，温度愈高，火风压也愈大。

2.火灾时的风流控制措施矿井发生火灾时，为了保证人员的安全撤出，防止火灾烟气到处蔓延和瓦斯爆炸，控制火灾第六章矿井火灾防治

2023/2/289继续扩大，并给灭火创造有利条件，采取正确的控制风流措施，是非常重要的。控制风的斱法有:

（1)保证正常通风，稳定风流；（2)维护原风向减少供风量；

（3)停止主要通风机工作或局部风流短路；（4)风流反向。一般情况下，火灾发生在总进风流中(如井口房、进风井筒、井底车场或总进风道)时，应进第六章矿井火灾防治

2023/2/290行全矿性反风，阷止烟气进入采区。火灾发生在总回风流中(如总回风巷、回风井底、回风井内或井口等)时，维持原方向，将烟气排到地面。火灾发生在进风井筒或进风井底，由于条件限制不能反风，又不能让火灾气体短路进入回风时，可停止主要通风机运转，并打开回风井口防爆门，使风流在火风压作用下自动反风。第六章矿井火灾防治

2023/2/291采区内发生火灾时，风流调度比较复杂，首先应注意风流逆转，一般不采取减风或停风措施。若有局部反风设施时，应进行局部反风。机电硐室发生火灾时，通常以关闭防火门或修筑临时密闭墙隔断风流。在多数情况下，发生火灾时应保证正常通风，稳定风流。稳定风流就是保持矿井正常通风系统不为火灾所改变。经验证明，处理火灾时期，第六章矿井火灾防治

2023/2/292如果通风正常，风流能为人们所掌握，则为灭火提供了可靠的保证，同时对保护井下人员的安全也有重要作用。(二)直接灭火技术用水、砂子等灭火材料以及挖除火源等直接扑灭火灾的方法称为直接灭火法。1.用水灭火(1)水的灭火作用第六章矿井火灾防治

2023/2/293①水有很大的吸热能力(1kg水汽化成蒸汽时能吸收2256.7J的热量)，能使燃烧物降温冷却；②水遇火（高温）能蒸发成大量水蒸气(1m3水能生成1700m3水蒸气)，使燃烧物与空气隔绝，阻止燃烧，并能稀释空气中的氧浓度；③以强力水流喷射火源能压灭燃烧物的火焰。(2)用水灭火时的注意亊项用水灭火适用于火势不大、范围较小的非油第六章矿井火灾防治

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、电火灾。但必须注意:①要有足够的水量；

②扑灭火势猛烈的火灾时，不要把水流直接喷射到火源中心，应先从火源外围逐渐向火源中心喷洒，以免产生大量水蒸气喷出和燃烧的煤块、炽热的煤渣突然迸出烫伤人；③灭火人员必须站在火源、上风侧，并要保持有畅通的排烟路线，及时将高温气蒸气排出；第六章矿井火灾防治

2023/2/295④用水扑灭电器火灾时，应首先切断电源。2.用砂子或岩粉灭火把砂子或岩粉直接抛撒在燃烧物体上能隔绝空气，将火扑灭。通常用来扑灭带电气设备火灾与油类火灾。3.用化学灭火器灭火

⑴泡沫灭火器泡沫灭火器，使用时将灭火器倒置，使内外第六章矿井火灾防治

2023/2/296瓶中的酸性溶液和碱性溶液互相混合，发生化学反应，形成大量充满CO2的气泡喷射出来，覆盖在燃烧物体上隔绝空气。在扑灭电器火灾时，应首先切断电源。

⑵干粉灭火器目前矿用干粉灭火器是以磷酸铵粉为主药剂的，在高温作用下磷酸铵粉末进行一系列分解吸热反应，将火扑灭。磷酸铵粉末的灭火作用为:切第六章矿井火灾防治

2023/2/297断火焰连锁反应；分解吸热使燃烧物降温冷却；分解放出氨气（NH3）和水蒸气，冲淡空气中氧的浓度，使燃烧物缺氧熄灭；分解出浆糊状的五氧化二磷（P205），覆盖在燃烧物表面上，使燃烧物与空气隔绝而熄灭。煤矿井上下使用的干粉灭火器有灭火手雷和喷粉灭火器。灭火手雷装药粉1kg，总质量约1.5kg，灭火的有效范围约2.5m使用时将护盖拧开，第六章矿井火灾防治

2023/2/298拉出火线，立即用力投入火区，同时注意隐蔽，防止弹片伤人。4.高倍数泡沫灭火器高倍数泡沫是高倍数空气机械泡沫的简称，是以表面活性物为主要成分的泡沫剂(脂肪醇硫酸钠和烷基黄酸纳的混合液)，按一定比例混入压力水中，并均匀喷洒在发泡网上，借助风流吹动而连续产生气液两相、膨胀倍数很高(200～1000)第六章矿井火灾防治

2023/2/299的泡沫集合体。5.挖除火源

将已燃的煤炭（或已发热的煤炭）挖取出来，运往井外，遗留的空间用不燃性的材料如黄土、砂子等充填。这种方法适应于自燃初期、范围小、人员能接近的火源。

挖出火源前先用水喷洒冷却火源后，再逐步挖出。在瓦斯矿井挖出火源时，必须随时检查火第六章矿井火灾防治

2023/2/2100源附近的瓦斯浓度，采取需要的安全措施。

如果采用此方法不可行，那么就必须设法使风流不要进入到发火区域并采用其他防治自燃的措施。

在某些情况下，可以采用让顶板垮落而将火源覆盖的方法。如煤炭自燃发生在走向长壁工作面采空区的易自燃带内，并在自热初期就探测到有自燃威胁的存在，就可采用提高工作面推进度第六章矿井火灾防治

2023/2/2101的方法，使采空区的矸石垮落下来将火源点覆盖灭火。(三)隔绝灭火技术用直接灭火不能扑灭的火灾，为了控制其继续发展，必须迅速将通往火源的所有进回风巷道全部封闭，隔绝空气；封闭后的火区在继续消耗其内的氧气同时，产生的惰性气体(CO2与N2)浓度逐渐增加，使火区因缺氧气而熄灭。这种灭火技第六章矿井火灾防治

2023/2/2102术称为隔绝灭火技术。1.密闭墙封闭火区的密闭墙称为防火密闭墙，也叫防火墙。按其存在的时间长短和作用分为临时密闭墙、永久密闭墙和防爆密闭墙三种。

(1)临时性密闭墙为了控制火势发展，暂时切断风流而建造的密闭墙称为临时性密闭墙。

第六章矿井火灾防治

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(2)永久性防火墙为了较长时间的密闭火区而建造的密闭墙称为永久性密闭墙。

(3)防爆密闭墙封闭有瓦斯爆炸危险的火区时，需要建筑防爆密闭墙。防爆密闭墙常用沙袋或土袋堆而成。2.封闭火区的顺序封闭火区顺序有三种：

第六章矿井火灾防治

2023/2/2104(1)先进后回

先在火区的进风侧建立临时封闭墙，切断风流，控制与减弱火势，然后再从回风侧封闭，在临时封闭墙的掩护下，建永久永久密闭墙。这种封闭顺序适用于无瓦斯爆炸危险火区。(2)先回后进

先在火区回风侧建立密闭墙，再封闭进风侧，以便及时控制火焰蔓延，保护回风侧人员安全。

第六章矿井火灾防治

2023/2/2105(3)进回同时在火区的进回风侧同时建立临时密闭墙，以利于防止瓦斯爆炸，但施工要求比较严格。选择封闭顺序时，应结合火区瓦斯情况，一般应优先选用进回同时封闭顺序，其次是先进后回，先回后进的封闭顺序应慎用。3.封闭火区时的防爆措施封闭火区时，为了防止瓦斯爆炸，应采取以下第六章矿井火灾防治

2023/2/2106措施:(1)合理选择封闭顺序。(2)合理选择封闭位置。(3)加强火区气体成分的检测，正确判断瓦斯爆炸的危险程度。(4)正确选用防爆密闭墙。(5)向火区注入惰性气体。(四)联合灭火

第六章矿井火灾防治

2023/2/2107封闭后的火区，再采取灌浆、注惰性气体、均压等其他灭火手段，以加速其熄灭的方法，称为联合灭火。

八、火区的管理与启封

(一)火区管理火区封闭后，应加强管理，促使其熄灭。具体做法有:

1.火区编号，建立档案第六章矿井火灾防治

2023/2/2108每一火区都要按时间顺序予以编号，建立火区管理卡片和绘制火区位置关系图，由矿井通风部门永久保存。

2.火区管理卡片火区管理卡片上要详细记录发火日期、原因、位置、范围、密闭墙的厚度、建筑材料、灭火处理过程、灌浆量以及空气成分、温度、气压变化等情况，并附火区位置示意图。第六章矿井火灾防治

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3.井下所有永久防火密闭墙编号管理所有永久防火密闭墙都必须统一编号，墙前设栅栏，悬挂警标，禁止人员入内，并悬挂记、录牌，记录墙内外的空气成分和浓度以及墙内的温度。

4.加强检查工作密闭墙内的温度和空气成分应定期检查，封闭火区的密闭墙，必须每天检查1次，瓦斯、急剧第六章矿井火灾防治

2023/2/2110变化时，每班至少检查1次。

(二)火区启封1.火区熄灭的条件封闭的火区只有具备下列条件时，方可认为已经熄灭，可以启封:(1)火区的空气温度下降到300C以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。(2)火区内空气中的氧气浓度降到5.0%以下。第六章矿井火灾防治

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(3)火区内空气中不含乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降，并稳定在0.001%以下。(4)火区的出水温度低于250C，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。(5)上述4项指标持续稳定的时间在1个月以上。2.火区启封方法经长期的火区气体与温度的观测，确认火区已经熄灭后，方准启封。启封前先要制定措施。第六章矿井火灾防治

2023/2/2112启封前先由救护队员在锁风状况下进入火区侦察，测定火区内气体成分和温度状况，并检查巷道及其支护状况，只有确认火源、已经熄灭，方可进行启封。火区启封的方法有两种:(1)通风启封法。

通风启封法是一种最迅速、最方便的方法。启封前撤出火区气体排放路线上的一切人员，切断回风侧电源。第六章矿井火灾防治

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首先，在回风侧密闭墙上打开一个小孔，并逐渐扩大，过一段时间打开进风侧密闭墙，待有害气体排放一段时间，无异常现象时，相继打开其余密闭墙，撤出人员，强力通风，1h～2h后再进入火车区对高温点进行洒水灭火工作。(2)锁风启封法。

即先在欲打开的永久密闭墙外5m～6m处建一道带小风门的锁风墙，把建墙材料和工具放在第六章矿井火灾防治

2023/2/2114两墙之间，关闭小风门。救护队员在永久密闭上打开一个洞，把材料、工具运到火区内一定位置，建筑缩封墙，建好缩封墙后，拆除锁封墙和原永久密闭墙，排除有害气体，这样逐渐缩小火区，直到全部启闭。通风启封法适应于火区范围小，着火带附近无大量冒顶，火区内可燃气体浓度低于爆炸界限，确认火区完