第一章 采矿学概述

主

讲：周爱桃单

位：河南理工大学安全学院联系电话

箱：atzhou@O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020矿山安全技术本课程主要内容:O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020矿井火灾防治矿井水灾防治矿井粉尘防治矿井顶板灾害防治矿井瓦斯防治第一章 矿井火灾概况O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020煤矿火灾形势我国煤矿自然发火非常严重,有56%的煤矿存在自然发火问题,煤矿火灾的发生不仅冻结资源,还经常引发瓦斯爆炸、煤尘爆炸等一系列重大事故,严重威胁着矿工的生命安全,给国家带来了惊人的资源损失和设备破坏。据统计,我国每年因煤炭自燃灾害造成的直接和间接损失在50亿元以上,己经成为制约我国煤炭工业发展的重要因素。就河南省的情况而言,煤炭自燃火灾安全形势依然很严峻,每年因煤自燃火灾造成的损失也是巨大的,尤其是发生在平顶山煤业集团八矿、鹤壁煤业集团四矿、义马煤业集团千秋矿等大型矿井,在2004~2006年期间,因采空区煤自燃而造成工作面多次封闭事故,单次事故的发生所造成的损失上千万元,对矿井的经济效益和安全生产造成极大的影响。。第一章 矿井火灾概况1概况由于火失去控制后造成蔓延性的燃烧现象,这种燃烧现象称之为火灾。在矿井或煤田范围内发生,威胁安全生产、造成一定资源和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故,称之为矿井或煤田火灾。。O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章矿井火灾概况图1.1 火灾三要素1.1火灾三要素O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章 矿井火灾概况O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020引火源:足以引起燃烧的热源。如矿井或地面火灾的引火源主要有:电气系统短路热源或火花、静电火花、摩擦热源或火花、人工热源等。可燃物:燃烧过程中发生化学反应，维持燃烧过程，并释放出能量的物质。矿山经常遇到的可燃物有:胶带、油料、木材、编织物，炸药、煤尘、含硫矿物等。助燃剂:燃烧过程中与可燃物发生化学反应，维持燃烧过程继续，但不产生能量的物质。矿山常见助燃剂有氧气和氯气。。第一章 矿井火灾概况O返回上一页下一页²回主目录2/19/20201.2矿井火灾发生有四个基本条件:①具有一定能量的引火源；②可供火灾继续的可燃物；③可供火灾继续的助燃剂；④要有一定量的要求,同时在适当的环境或场所条件下。。第一章 矿井火灾概况1.3矿井火灾分类及特征矿井火灾与分类凡是发生在矿井工业场地的厂房、仓库,井架、露天矿场、矿仓、贮矿堆等处的火灾,叫地面火灾凡是发生在井下硐室、巷道,井筒、采场、井底车场以及采空区等地点的火灾叫井下火灾。地面火灾的火焰或由它所产生的火灾气体、烟雾随同风流进入井下,威胁矿井生产和工人安全的,也叫井下火灾地面火灾井下火灾O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章矿井火灾概况1.3矿井火灾分类及特征矿井火灾与分类➢可燃气体发生的火灾。C类火灾不宜直接用水灭火,在扑灭c类火灾时,应该特别注意扑灭火灾与切断可燃物供给的途径,如果在没有切断可燃物时就使燃烧终止,是十分危险的。。在可燃金属中或表面发生的火灾。控制和扑灭

D类火灾必须采用专门的技术和专用的灭火剂或灭火设备。B类火灾D类火灾➢在易燃液体表面发生的火灾。如汽油、石油、溶剂与空气的接触面燃烧的火灾属于B类火灾。B类火灾燃烧不完全的烟流具有爆炸性,燃烧后留下残渣很少。。C类火火➢含碳固体可燃物的火灾。如木材、纸张、煤炭等一些普通可燃物燃烧发生的火灾都属于A类火灾。

A类火灾燃烧不完全的烟流具有爆炸性。该类火灾可燃物燃烧后留下的产物是灰或灰渣。A类火灾按可燃物的性质O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章 矿井火灾概况1.3矿井火灾分类及特征矿井火灾与分类➢燃烧处于阴燃状态，无明显火焰的火灾。当燃烧地点通风不良.严重缺氧时，发生阴燃。可燃物即将燃尽，挥发物含量很低时，火灾也往往处于阴燃状态。对于A类阴燃火灾，烟流中一氧化碳气体含量高，烟流具有可爆性或可燃性，对人的危害极大。。➢燃烧时有较长火焰的火灾。明火灾有富氧燃烧和缺氧燃烧两种状态。富氧燃烧状态下,可燃物燃烧充分,烟流中一氧化碳等可燃性气体含量较低。在缺氧燃烧状态下,烟流中的一氧化碳等可燃性气体含量较高,烟流具有可燃性或可爆性。。阴燃火灾明火灾·按燃烧状态分类O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章矿井火灾概况1.3矿井火灾分类及特征矿井火灾与分类➢发生在进风井、进风大巷或采区进风风路内的火灾,称为进风流火灾。。下行风流火灾下行风流是指沿着倾斜或垂直井巷、回采工作面如进风井、进风下山以及下行通风的工作面)自上而下流动的风流,即风流由标高的高点向低点流动。发生在这种风流中的火灾,称为下行风流火灾。在下行风流中发生火灾时,火风压的作用方向与矿井主扇风压的作用方向相反。。进风流火火上行风流是指沿倾斜或垂直井巷、回采工作面自下而上流动的风流,即风流从标高的低点向高点流动。发生在这种风流中的火灾,称为上行风流火灾。当上行风流中发生火灾时；因热力作用而产生的火风压,其作用方向与风流方向一致,亦即与矿井主扇风压作用方向一致。。上行风流火灾按发火地点及对矿井通风的影响O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章矿井火灾概况1.3矿井火灾分类及特征矿井火灾与分类由于煤炭或其它可燃物自身受到某些化学或物理化学作用而发展起来的火灾，称为内因火灾或自然发火。自然发火发生的决定性因素是:发火地点存在易于低温氧化的粉煤、碎煤或其它可燃物质，向它供有足够的氧气和它氧化时有蓄热准备条件。它大都发生在煤矿井下的采空区、煤巷冒顶和被压出现裂隙或破碎的煤柱内。但是，由于煤层的地质赋存条件、煤炭本身的物理化学特性和采掘因素以及管理因素的不同，各个国家和矿区内因火灾所占的比重是完全不一样的。。某种外在高温热源引起可燃物质燃烧造成的火灾称为外因火灾。煤矿井下使用明火（明火矿灯、电焊、气焊、火炉、电炉等）、电气设备和机械设备安装运转不良、沼气爆炸、火药爆破等都可能导致这种火灾。这种火灾发生都比较突然,发展也之较快,常常出乎人的意料之外,并无预兆可查。防止这种火灾的根本措施,就是避免出现上述种种高温热源,严格规章制度和加强管理等。。内因火灾外因火灾根据发生的原因O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章矿井火灾概况1.3矿井火灾分类及特征1）外因火灾的特征突然发生、来势迅猛,如果不能及时发现和控制,往往会酿成重大事故。在矿井火灾的总数中,外因火灾所占比量虽然较小(4~10％),但不容忽视。据统计,国内外有记载的重大恶性火灾事故,90％以上属于外因火灾。外因火灾多发生在井口、井筒、机电硐室、火药库以及安装有机电设备的巷道或工作面内。火灾的火焰一般是在燃烧物的表面,如果及时发现和扑救,往往还是容易熄灭的。。O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章 矿井火灾概况O返回上一页下一页²回主目录2/19/20201.3矿井火灾分类及特征2）内因火灾的特征内因火灾的发生,往往伴有一个蕴藏的过程,根据预兆能够早期予以发现。但火源隐蔽,经常发生在人们难以进入的采空区或煤柱内,要想准确地找到火源确非易事。因此,难以扑灭,以致火灾可以持续数月、数年、甚至数十年之久。有时燃烧的范围逐渐蔓延扩大,烧毁大量煤炭,冻结大量资源。根据1985年的统计,由于发火而冻结的煤量累计近6000万吨。。第一章矿井火灾概况1.3矿井火灾分类及特征2）内因火灾的特征据统计,在我国统配与重点煤矿中,存在自燃发火危险的矿井占总矿井数的46~49％,自然发火煤层占累计可采煤层数的60％。据统计资料,内因火灾发生的次数占矿井火灾总次数94％。因此,内因火灾理所当然地受到人们的重视,成为研究的重点。。O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020矿井火灾概况第一章1.4煤矿火灾的危害O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020矿井火灾概况第一章1.4煤田火灾的危害O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020矿井火灾概况第一章1.4煤田火灾的危害O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020矿井火灾概况第一章1.4煤田火灾的危害O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020矿井火灾概况第一章1.4煤田火灾的危害O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020矿井火灾概况第一章1.4煤田火灾的危害O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020矿井火灾概况第一章1.4煤田火灾的危害矸石堆的自燃O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章 矿井火灾概况1.5矿井火灾的危害我国是一个矿井火灾灾害严重的国家。据2000年全国425对国有煤矿的不完全资料统计，共发生火灾168次，其中内因火灾154次，外因火灾14次，封闭采区或工作面59个，影响煤量3080Mt，冻结煤量4217Mt，发火率为0.318次/Mt。矿井火灾具有的危害性表现为:1）人员伤亡当煤矿井下发生火灾后，煤、坑木等可燃物质燃烧，释放出有害气体，此外火灾诱发瓦斯爆炸，使事故进一步扩大。。O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章 矿井火灾概况1.5矿井火灾的危害矿井生产接续紧张井下火灾,尤其是发生在采空区或煤柱里的内因火灾,往往在短时间内难以消灭,在这种情况下,一般都采取封闭火区的处理方法,从而大量煤炭冻结,矿井生产接续紧张。巨大经济损失某些矿井火灾一旦发生,火势发展很迅猛,往往会烧毁大量的采掘运输设备和器材,而且白白烧掉大量煤炭资源,甚至使矿井停产,这些都可造成巨大经济损失。。O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章 矿井火灾概况1.5矿井火灾的危害4）严重的污染环境煤层露头火灾由于火源面积大、燃烧深度深、火区温度高以及缺乏足够的资金和先进的灭火技术,使得火灾长时间不能熄灭。据1997年新疆煤田火区普查结果,新疆5大火区的火灾面积总计达3794公顷,其中明火面积达826公顷,烧毁3113.37Mt。煤和矸石的长时间燃烧,会释放出大量的有害气体,造成大气中有害气体严重超标,形成大面积的酸雨和温室效应,煤田火区高温使绿洲变成寸草不生的塌陷区,土地荒漠化。此外,火区燃烧生成的酸碱化合物对火区附近的地表水和浅层水造成严重的污染。。O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020矿井火灾概况第一章1.5矿井火灾的危害O返回上一页下一页²回主目录2/19/2020第一章 矿井火灾概况1.6矿井火灾危险状况及趋势在世界各采煤国家中,我国是矿井火灾发生比较严重的国家之一。据统计,