矿井火灾学复习资料

1.燃烧要发生需要满足三个方面的条件：可燃物、热源和氧气（O2），一般称为燃烧三要素。2.燃烧的形式:分解燃烧出现于固体和部分液体燃料的燃烧中。在燃烧过程中，可燃物首先遇热分解，热分解产物和氧气反应发生燃烧产生火焰。3.表面燃烧：当本来燃烧的燃料所含挥发性气体完全分解后，只剩余不能分解、气化的固体炭，这时，燃烧在焦炭与空气的接触表面进行，称为表面燃烧。4.蒸发燃烧：可燃性液体如酒精、苯等，由于液体蒸发产生的蒸气被点燃起火而形成的。5.扩散燃烧：可燃气体从管道孔口或巷道局部空间流出，在与空气汇合时，可燃气体与空气靠分子间扩散而混合，当其混合浓度到达燃烧界线时，遇火源在该范围内就会发生燃烧，并伴随可燃气体和氧气的不停补给、混合，使燃烧得以继续，这种燃烧形式称为扩散燃烧。6.预混燃烧：在井下一定环境条件下，可燃气体与空气在着火前已经预先充足混合，且其浓度处在燃烧（爆炸）界线之内，遇火源即会发生燃烧，称为预混燃烧。7.轰然是受限空间火灾局部缓慢燃烧发展到空间内所有可燃物忽然全面迅速燃烧的特殊火行为，其特点是在一定受限空间中所有的可燃物几乎同步被点燃。8.回燃是指富燃料燃烧产生的高温不完全燃烧产物（烟气）遇新鲜空气时发生的迅速爆燃现象。在矿井火灾中常出现的再生火灾或次生火灾一般就是指的回燃现象。9.燃烧与爆炸的区别：爆炸与燃烧没有本质区别，而是燃烧剧烈程度的体现形式。假如燃烧的速度极快，则因高温条件下产生的气体和周围气体共同膨胀作用，使得能量直接转化为机械功，在压力释放的同步产生强光、热和声响，这就是所谓的爆炸。10.燃点是可燃固体被加热到一定温度，遇明火发生持续燃烧时的最低温度，是表达可燃物着火燃烧难易程度的重要指标。11.坑木的燃烧特点：坑木的燃烧大体分为有焰燃烧和无焰燃烧两个阶段。有焰燃烧是坑木受热分解出的可燃气体的燃烧，同煤析出的可燃气体燃烧同样，它的特点是燃烧速度快；燃烧量大，占整个坑木燃烧重量的70％；火焰温度高，燃烧时间短，发展剧烈。可燃气消耗殆尽时，坑木中的碳才开始出现无焰燃烧，即表面燃烧12.谢苗诺夫热自然理论：任何反应体系中的可燃混合气体，首先它会慢慢缓慢氧化而放出热量，使体系温度升高，同步体系又会通过器壁向外散热，使体系温度下降。假如反应放热占优势，体系就会出现热量积聚，温度升高，反应加速，发生自然：反之不会自然。13.链锁自燃理论：是反应自动加速并不一定仅仅依托热量积累，也可以通过链锁反应的分支，迅速增长活化中心来使反应不停加速直至着火爆炸。可分为三个阶段，链的形成、传递、终止。14.黄铁矿作用假说：它认为煤的自燃是由于煤层中的黄铁矿（FeS2）与空气中的水分和氧互相作用放出热量而引起的。15.自由基作用假说：煤是一种有机大分子物质，在外力作用下煤体破碎，产生大量裂隙，必然导致煤分子的断裂。分子链断裂的本质就是链中共价键的断裂，为煤自燃氧化发明了条件，引起的煤的自燃。16.煤氧复合作用假说：煤氧复合作用假说认为煤自燃的重要原因是煤与氧气之间的物理、化学复合作用的成果，其复合作用包括煤对氧的物理吸附、化学吸附和化学反应产生的热量导致煤的自燃。17.煤炭自燃大体分为三个阶段：准备期、自燃期、燃烧期18.印度学者纳吉将煤的氧化自燃过程细分为一下四个阶段：物理吸附阶段、化学吸附阶段、自燃阶段、温度高于150*的加速燃烧阶段。19.煤自燃影响原因：内在原因：煤的变质程度、煤的水分、煤岩成分、煤的含硫量、煤的粒度、孔隙度，煤的瓦斯含量外在原因：煤层地质赋存条件采掘技术原因通风管理原因20.煤低温氧化过程的耗氧特性：煤与氧接触的开始阶段，耗氧量比较低，重要是物理吸附与化学吸附耗氧：随氧化温度的上升，耗氧量逐渐增长，重要为化学反应耗氧。21.煤的自燃倾向性：煤自燃难易程度，是煤低温氧化性的体现，是煤的内在属性之一22.自燃倾向性分类鉴定指数I轻易自燃I＜600自燃600≤I≤1200不易自燃I＞120023.煤的自然发火期是煤炭自然发火危险性的时间量度，即煤体从暴露在空气环境之时起到自燃（温度到达该煤的着火点温度）所需的时间。24.煤自燃倾向性的高下不能完全决定自然发火期长短，两者间没有必然的对应关系。。合理的开拓开采措施、良好的通风系统等外因条件可以在很大的程度上控制自燃火灾的发生，或者说，可以延长自然发火期。25.煤矿井下易发火地点：采空区、停采线和开切眼、进回风巷（1、保护煤柱自燃2、巷道高冒区自燃3、分层巷道假顶内煤炭自燃）、构造带、通风设施附近26.

氧气浓度采空区漏风流速不自然带O2＞15%流速＞0.24m/min自燃带5%≤O2≤15%0.1m/min≤流速≤0.24m/min窒息带O2＜5%流速＜0.1m/min27.煤自燃的发生，必须同步具有下列四个条件：a煤具有自燃倾向性且呈破碎状态堆积b有持续的通风供氧条件c热量易于积聚d持续一定的时间28.初期识别与预报煤自燃的措施有：人的直接感觉法：嗅觉、视觉、感觉测温预测预报法：传感器测温法、红外测温法、热敏电缆法气体分析法：指标的种类a煤氧化所产生的气体成分：CO、C2H4、C2H6、C3H8、C2H2等气体b煤氧化产生气体的浓度变化或气体之间的比值关系：格雷哈姆系数、ΔO2、链烷比、C/H、烃指数等。指标选用的原则：敏捷性，规律性，可测性气样的可靠性判断的两种措施：气体浓度变化趋势、特里克特比率（Tr）：29.地面分析型束管监测系统的构成：采样系统：由抽气泵和管路构成控制装置：重要由三通实现对井下多种取样点进行巡回取样气样分析：一般采用气相色谱仪对气样进行分析数据贮存、显示和报警：分析仪器输出的模拟信号可用图形显示，采用记录仪对数据进行记录或采用计算机对数据进行贮存，必要时也可对数据表进行打印。当监测成果超过临界指标时可进行声光报警。30.监测系统：系统构成：①中心站；②信息传播装置；③传感器和执行装置。监测传感器：分类：感温传感器：燃烧生成物传感器；CO2传感器动作：烟流温度和烟雾浓度到达预定报警限、已到达预定报警限的烟流抵达传感器传感器响应31.矿井火灾防治工作中的指导方针:“防止为主、综合治理”32.防治煤炭自燃的开采技术措施：一、采用合理的矿井开拓和巷道布置1、优化矿井设计2、合理进行巷道布置：采用岩石巷道，区段煤巷采用垂直重叠布置，合理安排采掘关系3、合理安排采掘关系二、坚持合理的开采措施和开采次序1、采用合理的采煤措施。数年来的实践表明，减少煤层自然发火的也许性应从如下几种方面着手：（1）少丢煤或不丢煤；（2）控制矿山压力、减少煤柱破裂；（3）防止上行回采，遵照先采上煤层，再采下煤层的正常回采次序；（4）合理布置采区；（5）回采时应尽量防止过度破碎煤体；（6）加紧工作面回采速度，使采空区自热源难以形成；（7）及时密闭已采区和废弃的旧巷；（8）注意选择回采方向，不使采区回风巷过度受压或长时间维护在煤柱里。三、控制矿山压力、减少煤体破碎1）加强巷道顶板支护2）分层开采下分层顶板管理四、合理的通风系统1、风网简朴、构造合理2、合理的通风设施布置3、合理的工作面通风方式（（1）工作面U型通风，（2）工作面W型通风，（3）工作面Y型通风）4、减小矿井通风阻力5、加强平常通风防灭火管理33.漏风测定：SF6示踪技术测定措施：瞬时释放SF6和持续稳定释放两种检漏法。34.均压防灭火：均压防灭火就是“以风防治火”，均压技术可分为开区均压和闭区均压两种类型。35.开区均压的措施有：（1）调整风窗均压（2）局部通风机均压（3）调整风窗与局部通风机联合均压36.常用的闭区均压技术措施有：并联风路与调整风门联合均压，调压风机与调整风门联合均压，连通管均压。37.注浆防灭火优缺陷材料优点缺点现场应用实例粘土粘土颗粒粒度小，粘性良好，易成浆，便于输送；流动性、渗透性好，能填堵岩石和煤中的细小裂隙；密封性能好，不透气体。蓄水性高，常从注浆区带出大量细粒粘土而使水沟、重要巷道和水仓淤塞；费用高，花费大量农田且难以满足持续注浆的需要。在国内的许多矿区得到广泛地使用。粉煤灰粉煤灰颗粒表面具有一定的光滑度，易成浆，便于管道输送；流动性、稳定性好；密封性能很好；材料来源广泛，成本投入低，经济效益高；减少环境污染，具有良好社会效益。粉煤灰亲水性差，粒度不小于粘土，粘性差；浆液脱水速度快，易沉降，轻易发生堵管现象；堵漏效果差。兖州、平顶山、开滦、淮南、义马等矿区。煤矸石经粉碎研磨的矸石可满足不一样粒度规定，易悬浮；材料资源稳定，可满足持续注浆需求；减少矸石堆放量及所需耕地，利于保护耕地；减轻环境污染。其粘结性和塑性较黄土差；制浆成本高；工艺系统复杂。兖州局南屯煤矿、四川芙蓉矿局、华亭等矿区砂可实现大流量注浆；脱水性良好；消耗最小的电能和水便能很轻易冲走；材料成本较低，资源稳定，节省大量土地资源。颗粒粒径较粉煤灰、黄泥大，包裹、覆盖、密封堵漏性能差；砂子的比重较大，易沉淀堵管和堵塞钻孔；渗透力差，易在注浆出口处堆积；浆液对管道磨损严重。抚顺、辽源、鹤岗、阜新等矿区38.浆液制备与输送浆液制备工艺：对于不一样的注浆材料，浆液的制备工艺也不一样，黄泥浆液制备，页岩或矸石浆的制备，粉煤灰浆制备工艺浆液输送：静压输浆。静压输浆是运用制浆地点标高不一样而产生的自然压差，借助输浆管路（或钻孔）将浆液输送到注浆区；动压输浆。当借助自然压头输浆压力不够或倍线不能满足时，运用泥浆泵向注浆区注浆。39.注浆工艺注浆方式有两种：集中注浆，分散注浆注浆措施：注浆按与回采的关系大体可分为采前预注、随采随注和采后封闭注浆三种类型40.随采随注则是伴随采煤工作面推进的同步向有发火危险的采空区注浆，是注浆采用的重要措施，其目的和作用：一是防止采空区遗煤自燃，二是胶结冒落的矸石，形成再生顶板而为下分层开采发明条件。随采随注分为钻孔注浆、埋管注浆和洒浆三种方式41.氮气防灭火的作用重要表目前：当对防灭火区域注入大量的氮气后，使得采空区内的氧气浓度下降；氮气部分地替代氧气进入到煤体裂隙表面，与煤的微观表面进行互换吸附，从而使得煤表面对氧气的吸附量减少，在很大程度上克制或减缓了遗煤的氧化作用。对于有一定封闭条件的防灭火区域注氮防灭火而言，长期持续地注入氮气后，大量的氮气可使采空区内形成正压，从而使得采空区的漏风量减少，使遗煤处在缺氧环境中而不易氧化。较低温度的氮气在流经煤体时，吸取了部分煤氧化产生的热量，可以减缓煤升温的速度和减少周围介质的温度，使煤的氧化因聚热条件的破坏而延缓或终止。采空区内的可燃、可爆性气体与氮气混合后，伴随惰性气体浓度的增长，爆炸范围逐渐缩小（即下限升高、上限下降）。当惰性气体与可燃件气体的混合物比例到达一定值时，混合物的爆炸上限与下限重叠，此时混合物失去爆炸能力。这是注氮防止可燃、可爆性气体燃烧与爆炸作用的另一种方面。42.氮气防灭火的优缺陷工艺简朴、操作以便、易于掌握。不污染防灭火区域、对封闭区域内的设备损害小，恢复生产快。很好的稀释抑爆作用。注入氮气可迅速、有效稀释防灭火区域的氧气，减少氧气和可燃气体的浓度，可使防灭火区域内到达缺氧状态，并使可燃气体失去爆炸性，从而充足惰化防灭火区域，保证防灭火区域的安全。有效克制防灭火区域的漏风。由于氮气均为正压注入，因此，当大量注入到防灭火区域后，使得该区域的气压升高，处在正压状态，从而有效克制了防灭火区域的漏风。缺陷注入到防灭火区域的氮气不易在防治区域滞留，不如注浆注砂能“长期”覆盖在可燃物或已燃物的表面上，其隔氧性较差；注氮能迅速窒息火灾，但火区完全灭火时间相称长，不能有效地消除高温点，因此，在注惰气灭火的同步，应辅以其他措施灭火，如用水、注浆、以及凝胶等措施，以防复燃；注氮气防火，氮气有向采面或临近采空区泄漏的也许性；而当注氮气灭火时，当密闭不严或者存在有漏风通道时，氮气也许通过密闭等漏风通道泄漏。因此，注氮气防灭火的同步，需对应采用堵漏措施，使氮气泄漏量控制在最低程度内；氮气自身无毒，但具有窒息性，浓度较高时对人体有害。据试验，井下作业场所氧含量下限值为19%，因此氮气泄漏的工作地点氧含量不得低于其下限值。43.阻化剂防火工艺分三类：一是在采煤工作面向采空区遗煤喷洒阻化剂液防止煤的自燃；二是向也许或已经开始氧化发热的煤壁打钻孔压注阻化液；三是汽雾阻化剂，借助漏风方向向采空区送入雾化阻化剂。44.凝胶的防灭火特性：凝胶防灭火特性：固水、隔氧、耐热、阻化。凝胶易将流动的水分子固定起来，胶体中90%（质量分数）左右是水，从而充足发挥了水的防灭火作用。成胶前液态的溶液能渗透到煤体的裂隙和微小孔隙中，成胶后就堵塞了这些空隙和裂隙，与煤体一起形成一种凝胶整体，封堵煤的裂隙及采空区的漏风通道，使氧分子无法进入煤体的内部。胶体能在煤的表面形成一层保护凝胶层，隔绝煤氧结合，其水蒸发形成的水蒸气，也使采空区氧气浓度减少，减少了煤与氧分子的接触机会。凝胶具有很高的热稳定性，在高温下胶体仍有很好的完整性而不破灭。凝胶具有很好的阻化性能，促凝剂和基料自身就是一种很好的阻化剂，可以制止煤的自燃，因此起到了一般阻化剂的阻化效果。此外，成胶时间可以控制。可以根据不一样的发火状况和现场使用的工艺设备，调整其促凝剂和基料的比例从而控制凝胶的成胶时间。45.火区密闭的原则是：准备先行，行动坚决，密闭墙要“密、少、快、小”，实行过程要加强监控。46.防火墙的分类：重要分为临时防火墙、永久防火墙和耐爆防火墙三种。47.火区启封的条件：《规程》第二百四十八条规定：“封闭的火区，只有经取样化验证明火已熄灭后，方可启封或注销。火区符合如下条件时，方可认为火源熄灭：（1）火区内的空气温度下降到30℃如下，或与火灾发生前该区的平常空气温度相似。（2）火区内空气中的氧气浓度降到5.0％如下。（3）火区内空气中不具有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期内逐渐下降，并稳定在0.001％如下。（4）火区的出水温度低于25℃，或与火灾发生前该区的平常出水温度相似。（5）上述4项指标持续稳定的时间在1个月以上。”由于火区内外环境影响的复杂性，取样点与火区真实状态之间不可防止的存在着差异，在符合上述条件的状况下启封火区时，仍应谨慎从事。在现场实际启封工作过程中，鉴定与否满足启封条件时，还应注意如下几点：（1）封闭火区内氧气浓度低于5％时，火势将逐渐减弱直至熄灭。氧气浓度在2％如下时，火将完全熄灭。但虽然在火区中氧气浓度为零的条件下，火区内可燃物的阴燃仍可以长期持续下去，由于煤层尤其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。而阴燃在供氧条件发生变化的状况下很有也许转变为明火燃烧，尤其是可燃物阴燃温度超过150℃时更轻易发生这种状况。（2）由于焦炭对CO有较强的吸附作用，火区燃烧所产生的CO也许被焦炭所吸附。故虽然所测定的CO浓度为零，也不能据此就认为火源完全熄灭。（3）由于矿井状况复杂，部分火区的瓦斯涌出量比较大，也许使燃烧产生的气体浓度下降，但这不意味着火源已熄灭。（4）对于封闭性很好的盲巷或大型火区或采用均压防灭火措施的火区，CO很难散失，虽然火源熄灭不再产生CO，CO也也许长期存在。此外，煤层及木材在常温下的缓慢氧化也会产生CO。因此，存在CO并不绝对意味着火区尚未熄灭48.通风启封火区一般按如下环节进行：通风启封火区也就是在保持正常通风状况下启封火区。该措施合用于确认火源已经完全熄灭且火区范围较小的状况。选择通风启封火区法之前要谨慎考虑，若选择不妥，反而会导致火区复燃、火势扩大甚至引起爆炸事故。（1）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，同步确定火区气体的排放路线，并撤出该路线上的人员；（2）打开一种回风侧防火墙，过一定期间（根据现场状况确定），再打开一种进风侧防火墙。启动时应先开－个小孔，然后逐渐扩大，严禁一次将防火墙所有打开；（3）保持足够通风量，使火区气体尤其是瓦斯沿着预定的路线，保持在规定容许的浓度（0.75％）如下排出；（4）让火区气体排放持续一段时间，期间进