第六章礦山防火與防爆礦山火災與爆炸事故礦山火災是指發(fā)生在礦山企業(yè)內的火災。礦內火災、地面火災的定義按發(fā)生原因，礦山火災有內因火災（礦巖氧化引起）和外因火災（吸煙明火或電氣設備故障）。記憶--礦井火災有哪些危害？礦山爆炸事故及其危害礦山爆炸分為化學爆炸和物理爆炸兩大類。炸藥爆炸、氣體爆炸、粉塵爆炸屬于化學爆炸，壓力容器爆炸屬于物理爆炸。空氣壓縮機的潤滑油霧化形成可燃性混合物，高溫高壓下會爆炸。乙炔氣體切割、焊接金屬作業(yè)，電石受潮放出乙炔氣與空氣混合形成爆炸性混合物。燃燒與爆炸機理6.2.1燃燒燃燒是一種放熱、發(fā)光的化學反應。燃燒反應的速度快，放熱多，短時間內放出大量的熱，提高了燃燒產(chǎn)物的溫度，引起燃燒產(chǎn)物分子內電子的躍遷，放出各種波長的光。燃燒的放熱、發(fā)光和生成新物質。燃燒反應需要有氧化劑和還原劑，有維持燃燒的熱能。燃燒的充分條件和必要條件連鎖反應理論來解釋燃燒發(fā)生機理6.2.2發(fā)火一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，發(fā)火中有發(fā)火的臨界條件。發(fā)火分為自然發(fā)火和引燃發(fā)火兩類。自然發(fā)火分為自熱自燃和受熱自燃。引燃發(fā)火按照引燃源的不同分為電火花引燃、熱表面引燃、高溫氣體引燃及熱輻射引燃。引燃發(fā)火的過程解析：電火花引燃舉例熱表面引燃舉例（木支架木材引燃可燃物）高溫氣體引燃舉例熱輻射引燃舉例6.2.3燃燒過程及燃燒熱燃燒是一種復雜的物理化學過程?？扇夹晕镔|單位質量完全燃燒所生成的氣體冷卻至18度，所放出的熱量稱為燃燒熱或熱值。物質燃燒時所放出的熱量以熱傳導、熱輻射和熱對流方式向外傳播。舉例：砌筑防火墻、留防火間距、隔離或清除可燃物、堵塞可能造成空氣對流的孔洞。6.2.4氣體燃燒與爆炸氣體燃燒的兩種形態(tài)--擴散燃燒和混合燃燒?；鹧?zhèn)鞑ィ紵俣瓤鞎a(chǎn)生壓力波和爆炸聲，出現(xiàn)爆燃和爆轟?；旌先紵龝斐擅荛]容器受壓導致破壞。礦井中的氣體，氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙炔等都存在爆炸極限?？扇細怏w的爆炸極限初始溫度初始壓力氧及惰性氣體含量容器尺寸計算多組分混合物可燃氣體的爆炸極限6.2.5粉塵爆炸粉塵爆炸的實質是氣體爆炸。影響粉塵爆炸的因素粉塵濃度、揮發(fā)分、灰分、水分和粒子形狀。礦井火災的分類1、根據(jù)引起礦井火災的火源不同，通?？蓪⒌V井火災分成兩大類：外部火源引起的礦井火災，也叫外因火災；由于煤炭自身的物理化學性質的內在因素引起的火災，也叫內因火災。外因火災的特點是：外因火災一般容易發(fā)生在：井口附近井下機電硐室采掘工作面有電纜的木支架巷道處突然發(fā)生，如果不能及時發(fā)現(xiàn)，常可能釀成惡性事故。礦井火災的分類外因火災—又稱外源火災，是指由于外來熱源，如明火、放糊炮、電焊、氣焊、在井下吸煙、人為縱火等原因造成的火災。井下電氣設備因使用不當或維修不及時而短路所產(chǎn)生的電弧火花也可引起礦井火災；礦井瓦斯、煤塵的燃燒或爆炸亦可以引燃井下可燃物而形成礦井火災。還有違章爆破，如用明火或用動力線爆破、火藥變質、放糊炮等都可能引起礦井火災。礦井內因火災的特點：煤炭自燃發(fā)火有一個或長或短的發(fā)展過程，易于早期發(fā)現(xiàn)；但是，內因火源隱蔽，往往發(fā)生在人們難以進入的采空區(qū)或煤柱內，要想真正找到火源確非易事；因此，常常不能及時滅火，致使有的自然發(fā)火區(qū)可以持續(xù)數(shù)月、數(shù)年乃至數(shù)十年而不滅。礦井火災的分類內因火災——又稱自然火災，是指由于一些自燃物質(主要是煤)在一定條件或環(huán)境下(如破碎后集中堆積，又有一定的風流供給)自身發(fā)生物理化學變化、積聚熱量從而導致著火而形成的火災。礦井內因火災，大多發(fā)生在：采空區(qū)遺留的煤柱破裂的煤壁煤巷高冒處浮煤堆積的地點。2、根據(jù)發(fā)火地點不同，礦井火災又可分為：井筒火災巷道火災采面火災煤柱火災采空區(qū)火災硐室火災二、礦井火災的分類3、由于燃燒物質的不同，礦井火災又可分為：機電設備火災火藥燃燒火災油料燃燒火災坑木燃燒火災瓦斯燃燒火災煤炭燃燒火災二、礦井火災的分類4、根據(jù)發(fā)火性質不同，礦井火災還可分為：原生火災——在原生火災發(fā)展過程中，含有可燃物的高溫煙流由于缺氧而未能完全燃燒，在排煙的道路上一旦與風流匯合，很可能再次燃燒。次生或再生火災——次生火災，是指由原生火災而引起的火災。二、礦井火災的分類6.3礦山地面建筑物火災6.3.1地面建筑物室內火災礦山地面火災根據(jù)火災發(fā)生后建筑物室內溫度的變化，把建筑物室內火災分為初起期、成長期、最盛期和衰退期。初起期成長期（熱對流、熱輻射，發(fā)生爆燃加速燃燒）最盛期（整個室內是等溫狀態(tài)，等80%的可燃物燒掉火勢減?。┧ネ似?.3.2室內火災的煙氣傷害煙氣的發(fā)生可燃物燃燒所形成的氣體、水蒸氣及固體微粒。煙氣灰白色是火災初期，可燃物內部水分減少炭粒析出增多，煙氣變?yōu)橹饾u灰黑色?；馂某砷L期，燃燒擴大，室溫上升，煙氣的生成情況與房間空氣流通狀況有關。發(fā)生爆燃的場合，室內空氣氧含量降到5%，大量不完全燃燒產(chǎn)物形成煙氣。煙氣在火災最盛期主要取決于空氣供給狀況，到了火災衰退期，可燃物燃燒殆盡，煙氣隨之減少。煙氣的危害地面建筑物防火建筑物的火災危險性生產(chǎn)廠房內生產(chǎn)過程的火災危險性不同，采取的防火措施也不同。建筑物的耐火性能建筑物的結構有足夠的耐火能力、使建筑物能經(jīng)過加固維修重新使用。建筑構件的燃燒性分類有非燃燒體、難燃燒體和燃燒體三種。建筑物的防火間距建筑物的防火間距用以防止火災時火焰蔓延到其他建筑物，為人員疏散和消防設備、消防人員順利到達現(xiàn)場提供通路。廠房的防火間距表6-7說明一級二級耐火等級跟一級二級的間距是10米。建筑物火災時的人員疏散疏散時間安全疏散距離6.4礦井外因火災及其預防礦內火災特點燃燒特征礦山火災過程在火災成長期火勢迅速發(fā)展，當火勢發(fā)展到一定程度時，礦內供給燃燒的空氣量不足，不完全燃燒現(xiàn)象十分明顯，產(chǎn)生大量有毒有害氣體的黑煙?；馂脑诘V井內會迅速傳播，產(chǎn)生的高溫和煙氣對礦內人員生命安全構成嚴重威脅。礦井火災時高溫空氣的熱對流產(chǎn)生火風壓，破壞原有的礦井通風制度。礦內火災時消防與疏散的困難性金屬與非金屬礦山井下作業(yè)面多且分散，礦內火災形成后，受礦井條件限制，礦內火災的消防工作困難。地面人員很難獲得礦內火災的詳細信息，很難掌握火災動態(tài)，消防指揮者對火災狀況很難做出正確的判斷和采取恰當?shù)拇胧；馂臅r礦內巷道充滿濃煙和熱氣，增加消防活動的困難性。受井巷尺寸、提升設備和運輸設備以及礦內供水系統(tǒng)等方面的限制，有時無法把消防設備、器材運到火災現(xiàn)場，或消防能力不足，不能迅速撲滅火災或控制火勢。礦井火災時煙氣迅速隨風流蔓延。礦井外因火災原因分析金屬非金屬礦山井下存在的可燃物種類較少，主要是木材、油類、橡膠或塑料、炸藥及可燃性氣體。木材主要用于各種巷道、硐室的支架，油類包括各類采掘設備和輔助設備的潤滑油、液壓設備備用油及變壓器油等，橡膠、塑料主要用于電線、電纜包皮及電氣設備絕緣。礦山生產(chǎn)中廣泛使用的硝銨類炸藥，由燃燒爆炸的危險。引起礦井外因火災的引火源有明火、電弧和電火花、過熱物體三類。礦井外因火災原因及預防1．明火引起的火災與爆炸在井下使用電石燈照明、吸煙或有意無意點火所引起的火災占有相當大的比例。電石燈火焰與蠟紙、碎木材、油棉紗等可燃物接觸，很容易將其引燃，如果撲滅不及時，便會釀成火災。非煤礦山井下，有的礦工不遵守安全規(guī)程，煙頭隨意亂扔，遇到可燃物是很危險的。1．明火引起的火災與爆炸據(jù)測定：香煙在燃燒時，中心最高溫度可達650～750℃，表面溫度達350～450℃。如果被引燃的可燃物是容易著火的，又有外在風流，就很可能釀成火災。冬季的北方礦山在井下點燃木材取暖，會使風流污染，有時造成局部火災。2．爆破作業(yè)引起的火災

爆破作業(yè)中發(fā)生的炸藥燃燒及爆破原因引起的硫化礦塵燃燒、木材燃燒，爆破后因通風不良造成可燃性氣體聚集而發(fā)生燃燒、爆炸都屬爆破作業(yè)引起的火災。2．爆破作業(yè)引起的火災其直接原因可以歸納為：在常規(guī)的炮孔爆破時，引燃硫化礦塵；某些采礦方法(如崩落法)采場爆破產(chǎn)生的高溫引燃采空區(qū)的木材；大爆破時，高溫引燃黃鐵礦粉末、黃鐵礦礦塵及木材等可燃物；爆破產(chǎn)生的碳、氫化合物等可燃性氣體積聚到一定濃度，遇摩擦、沖擊或明火，便會發(fā)生燃燒甚至爆炸。2．爆破作業(yè)引起的火災

炸藥燃燒不同于一般物質的燃燒，它本身含有足夠的氧，無需空氣助燃，燃燒時沒有明顯的火焰，而是產(chǎn)生大量有毒有害氣體。燃燒初期，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更為劇烈，嚴重者可引起肺水腫造成死亡。3．焊接作業(yè)引起的火災

在井下進行氣焊、切割及電焊作業(yè)時，如果沒有采取可靠的防火措施，由焊接、切割產(chǎn)生的火花及金屬熔融體遇到木材、棉紗或其他可燃物，便可能造成火災。3．焊接作業(yè)引起的火災

特別是在比較干燥的木支架進風井筒進行提升設備的檢修作業(yè)或其他動火作業(yè)，因切割、焊接產(chǎn)生火花及金屬熔融體未能全部收集而落入井筒，又沒有用水將其熄滅，便很容易引燃木支架或其他可燃物，若撲滅不及時，往往釀成重大火災事故。4．電氣原因引起的火災

供電線路、照明燈具、電氣設備的短路，過負荷，容易引起火災。電火花、電弧及高溫赤熱導體引燃電氣設備、電纜等的絕緣材料極易著火。有的礦山用燈泡烘烤爆破材料或用電爐、大功率燈泡取暖、防潮，引燃了炸藥或木材，往往造成嚴重的火災、中毒、爆炸事故。4．電氣原因引起的火災

用電發(fā)生過負荷時，導體發(fā)熱容易使絕緣材料烤干、燒焦，并失去其絕緣性能，使線路發(fā)生短路，遇有可燃物時，極易造成火災。帶電設備元件的切斷、通電導體的斷開及短路現(xiàn)象發(fā)生都會形成電火花及明火電弧，瞬間達到1500～2000℃

以上的高溫，而引燃其他物質。井下供電線路特別是臨時線路接觸不良，接觸電阻過高是造成局部過熱引起火災的常見原因。4．電氣原因引起的火災

白熾燈泡的表面溫度：40W以下的為70～90℃，60～100W的80—100℃，100W以上的為100～130℃。當白熾燈泡打破而燈絲未斷時，鎢絲最高溫度可達2500℃左右，這些都能構成引火源，引起火災發(fā)生。隨著礦山機械化、自動化程度不斷提高，電器設備、照明和電器線路更趨復雜。電器保護裝置選擇、使用、維護不當，電器線路敷設混亂往往是引起火災的重要原因。5．摩擦沖擊等引起的火災

頂板冒落、巖石片幫等引起較大摩擦和沖擊，在通風不良時產(chǎn)生熱量積聚，遇到采區(qū)內灼熱的礦石或二氧化硫等可燃性氣體也可引起火災。另外，機械設備的摩擦生熱和金屬沖擊火花也是引起火災不可忽略的重要因素。

礦井外因火災的預防1．預防明火引起火災的措施

為防止在井口發(fā)生火災和污濁風流，禁止用明火或火爐直接接觸的方法加熱井內空氣，也不準用明火烤熱井口凍結的管道。井下使用過的廢油、棉紗、布頭、油氈、蠟紙等易燃物應放入蓋嚴的鐵桶內，并及時運至地面集中處理。1．預防明火引起火災的措施

在大爆破作業(yè)過程中，要加強對電石燈、吸煙等明火的管制，防止明火與炸藥及其包裝材料接觸引起燃燒、爆炸。不得在井下點燃蠟紙作照明，更不準在井下用木材生火取暖，特別對有民工采礦的礦山，更要加強對明火的管理。2.預防焊接作業(yè)引起火災的措施

在井口建筑物內或井下從事焊接或切割作業(yè)時，要嚴格按照安全規(guī)程執(zhí)行和報總工程師批推，并制定出相應的防火措施。必須在井筒內進行焊接作業(yè)時，須派專人監(jiān)護礦山地面防滅火工作，焊接完畢后，應嚴格檢查和清理現(xiàn)場。2.預防焊接作業(yè)引起火災的措施

在木材支護的井筒內進行焊接作業(yè)時，必須在作業(yè)部位的下面設置接收火星、鐵渣的設施，并派專人噴水淋濕，及時撲滅火星。在井口或井筒內進行焊接作業(yè)時，應停止井筒中的其他作業(yè)，必要時設置信號與井口聯(lián)系以確保安全。3．預防爆破作業(yè)引起的火災

對于有硫化礦塵燃燒、爆炸危險的礦山，應限制一次裝藥量，并填塞好炮泥，以防止礦石過分破碎和爆破時噴出明火，在爆破過程中和爆破后應采取噴霧灑水等降塵措施。3．預防爆破作業(yè)引起的火災

對于一般金屬礦山，要按《爆破安全規(guī)程》要求，嚴格對炸藥庫照明和防潮設施的檢查，應防止工作面照明線路短路和產(chǎn)生電火花而引燃炸藥，造成火災。3．預防爆破作業(yè)引起的火災

井下爆破作業(yè)不得使用在黃鐵礦中鉆孔時所產(chǎn)生的粉末做為填塞炮孔的材料。大爆破作業(yè)時，應認真檢查運藥路線，以防止電氣短路、頂板冒落、明火等原因引燃炸藥，造成火災、中毒、爆炸事故。爆破后要進行有效的通風，防止可燃性氣體局部積聚，達到燃燒或爆炸界限，引起燒傷或爆炸事故。4．預防電氣方面引起的火災

井下禁止使用電熱器和燈泡取暖、防潮和烤物，以防止熱量積聚而引燃可燃物造成火災；正確地選擇、裝配和使用電氣設備及電纜，以防止發(fā)生短路和過負荷。注意電路中接觸不良，電阻增加發(fā)生熱現(xiàn)象，正確進行線路聯(lián)接、插頭聯(lián)接、電纜聯(lián)接、燈頭聯(lián)接等。4．預防電氣方面引起的火災

井下輸電線路和直流回饋線路，通過木質井框、井架和易燃材料的場所時，必須采取有效的防止漏電或短路的措施。變壓器、控制器等用油，在倒入油前必須很好干燥，清除雜質，并按有關規(guī)程與標準采樣，進行理化性質試驗，以防引起電氣火災。4．預防電氣方面引起的火災

嚴禁將易燃易爆器材存放在電纜接頭、鐵道接頭、臨時照明線燈頭接頭或接地極附近，以免因電火花引起火災。5．預防摩擦沖擊等引起的火災

加強巷道維護，定期對機械設備進行檢測，以預防火災發(fā)生。新疆阜康礦難家屬悲痛欲絕小煤礦礦工一次背100多斤的煤走1000多米,一次1元錢

“背拖拖”湖南冷水江礦難

2006年4月6日，湖南省冷水江市東塘煤礦發(fā)生瓦斯突出事故，9名遇難者中有4名為女性。圖為獲救礦工李初娥介紹當時情況。李初娥的姐姐李初蓮與丈夫陳崢求雙雙遇難，留下一對未成年兒女孤苦無依。李初蓮最初開絞車，但是只有300元一個月。于是去挖煤。到后來就去做最辛苦的“背拖拖”。

悲痛欲絕的死難者家屬隨著東塘礦難發(fā)生，村里一些在煤礦下井的女村民陷入“失業(yè)”。

一、地下礦基本知識1）階段、采區(qū)每隔一定的垂直高度劃分的礦段稱為階段或中段。在階段范圍內，沿礦體走向把階段劃分成若干采區(qū)和礦塊。2）開采時序下行開采：自上而下即先開采上階段，后開采下階段上行開采：階段由下往上的開采順序。此方法在特殊特殊情況下使用。二、開采步驟1）開拓從地面掘進一系列井巷達到礦床，使礦床連通地面，形成行人、運輸、通風、排水、供電、供風等系統(tǒng)。2）采準工作形成開采面的相關掘進工作3）切割工作在已準備的礦塊內，為開采開辟的自由空間4）回采包括落礦、運輸和地壓管理三、地下開采礦山安全生產(chǎn)基本要求1）地下礦的井口和平硐及其主要建筑物的位置應不受巖移、滑坡、滾石、地表塌陷、山洪爆發(fā)和雪崩的危害。井口標高應在歷年最高洪水位的1米以上。2）主要井巷應布置在穩(wěn)定的巖層中，避免布置在含水層、斷層和受斷層破壞的巖層中，特別是巖溶發(fā)育的流砂中。3）每個礦井必須有兩個獨立能人行的直達地面的安全出口，兩安全出口的間距應不小于30m。每個生產(chǎn)水平(中段)，均應至少有兩個便于行人的安全出口，并應同通往地面的安全出口相通。井巷的分道口應有路標，注明其所在地點及通往地面出口的方向。所有井下作業(yè)人員，均應熟悉安全出口。4）采礦方法合理，并符合安全規(guī)程要求5）選用適應頂板特點的支護型式和器材，井下巷道斷面、寬度、高度應滿足生產(chǎn)和行人的要求。6）礦井有完善、合理的通風系統(tǒng)，采用機械通風；風質、風量、風速等符合安全規(guī)程要求7）礦井的防排水、供電、照明等安全可靠8）提升系統(tǒng)：安全防護和信號裝置齊全，其設備的選擇、安裝、試運轉符合安全要求；按按規(guī)定選擇電氣設備、儀器儀表，其安裝和保護裝置符合要求且安全可靠9）尾礦和排土場的設置符合安全規(guī)程要求10）在自燃傾向的礦山的在完善的防滅火系統(tǒng)。11）按規(guī)定建立礦山救護組織，制訂應急預案12）安全生產(chǎn)規(guī)章制度健全，按要求設置安全管理制度、配置安全管理人員，對特種作業(yè)人員按規(guī)定進行教育和培訓四、礦山開拓系統(tǒng)1）平硐開拓2）斜井開拓3）豎井（立井）開拓4）斜坡道開拓以上幾種開拓方式聯(lián)合開拓五、常用采礦方法

(一)空場采礦法：是指在回采過程中，采空區(qū)主要依靠暫留或永久殘留的礦柱進行支撐，采空區(qū)始終是空著的，一般在礦石與圍巖很穩(wěn)固時采用?？請霾傻V法又可分為全面采礦法、房柱采礦法、分段采礦法、階段礦房采礦法。◆全面采礦法：回采工作面沿礦床走向或沿傾斜方向全面推進，整層回采；在回采時，將礦體內所夾的廢石或貧礦石留下不采，作為不規(guī)則礦柱，用以支撐采空區(qū)的頂板。一般適用于礦石與頂板圍巖穩(wěn)固、礦體為水平或緩傾斜（小于30°）、礦體厚度不大于5~7米、礦石品位分布不均勻或有廢石夾層的礦體內開采。

◆房柱采礦法：是在礦塊內礦房與礦柱交替布置，采礦房時留下規(guī)則的、不連續(xù)或連續(xù)的帶狀礦柱，借以支撐采空區(qū)頂板?！舴侄尾傻V法，階段礦房采礦法:主要用于傾斜度大的礦體開采。礦房沿礦體走向或垂直方向布置，用深孔、扇形炮眼爆破，下部漏斗往階段平巷放礦。（二）崩落采礦法崩落采礦法的特點是隨著礦石采出有計劃地用崩落礦石的覆蓋巖層和上下盤巖石來充填采空區(qū)，及時控制采區(qū)地壓和處理采空區(qū)。一般在礦體圍巖不穩(wěn)固、地表允許陷落的條件下采用。（三）留礦采礦法留礦采礦法是開采厚度為0.7~5米的急傾斜脈狀礦床的常用方法，在現(xiàn)有采礦方法中最有效、最經(jīng)濟，在中、小型金屬與非金屬礦山中廣泛使用。根據(jù)崩落礦石的炮孔深度不同，可分為淺孔留礦法和深孔留礦法。

（四）充填采礦法

充填采礦法的特點是在回采時，采空區(qū)依靠充填其內的充填料、支柱或充填料與支柱相配合形成的人工支撐體支撐采空區(qū)。根據(jù)充填材料和輸送方法的不同，充填采礦法分為干式充填采礦法和膠結充填采礦法。全面法采礦淺孔留礦法

淺孔留礦法應采取的安全技術措施：1、在開采第一分層后，應將下部漏斗擴完后并充滿礦石。2、每個漏斗都應均勻放礦，發(fā)現(xiàn)懸空，上下都要停止作業(yè)，消除懸空后方準繼續(xù)作業(yè)。3、放礦人員和采場內的人員，要密切聯(lián)系。在放礦影響區(qū)域內不準同時作業(yè)。4、每回采一分層的放礦量，應控制在使工作面的高度保持在1米以內。在不穩(wěn)固的巖層中掘進井巷，應進行支護。井巷支護分為臨時支護和永久支護。臨時支護：棚式支護（金屬拱形支架和木棚支架）、錨桿支護、噴混凝土支護等。永久性支護：砌碹支護、噴混凝土支護、澆混凝土支護、噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護等。不穩(wěn)固巖層，硬度系數(shù)f<5的井巷，斷層破碎帶處，遇水易碎脹、泥化的巖石巷道，易風化的巖石巷道。需要支護的井巷，支護方法、支護與工作面間的距離，應在施工設計中規(guī)定。支護與工作面間的距離：根據(jù)井巷類型、形狀、大小、鑿巖和掘進方式、施工作業(yè)循環(huán)時間、所采用的支護方式、圍巖的工程及水文地質情況等，在施工設計中做出明確規(guī)定（一般要求臨時支護滯后工作面的距離不超過1m）。6.5礦山內因火災及其預防礦山內因火災是由于礦物氧化自燃引起的，金屬非金屬礦山的內因火災主要發(fā)生在開采有自燃傾向硫化礦床的礦山，我國已開采的硫化鐵礦山的20%~30%,有色金屬或多金屬硫化礦的5%~10%具有發(fā)生內因火災的危險性。礦巖自燃的機理及影響因素1．自燃的機理

(1)礦巖自燃的3個階段：氧化過程：硫化礦物或碳質頁巖與空氣接觸時會發(fā)生氧化，氧化過程又分物理吸附和化學吸附兩個階段，這兩個階段都放出熱量。

礦巖自燃的機理及影響因素1．自燃的機理

自熱過程：若氧化生成的熱量大于向周圍散發(fā)的熱量時，這些物質能自行增高其溫度，這種現(xiàn)象就稱為自熱。隨著溫度的升高，氧化加劇，放熱能力也因而增高。

礦巖自燃的機理及影響因素1．自燃的機理

自燃階段：在一定外界條件下，局部的熱量可以積聚，物質便不斷加熱，直到其達到著火溫度，即引起自燃。礦巖自燃的機理及影響因素

(2)自熱、自燃與否的決定因素。如果物質在氧化過程中所產(chǎn)生的熱量低于周圍介質所能散發(fā)的熱量，則無升溫自熱現(xiàn)象。因此，物質的自熱、自燃與否都是由下列3個基本因素決定的：該可燃物質的氧化特性；空氣供給的條件；可燃物質在氧化或燃燒過程中與周圍介質熱交換的條件。第一個因素是屬于物質發(fā)生自燃的內在因素，僅取決于物質的物理化學性質；而后兩個因素則取決于礦床的地質情況和開采的技術條件。礦巖自燃的機理及影響因素(2)自熱、自燃與否的決定因素。礦體頂板巖層為含硫碳質頁巖（特別是黃鐵礦在碳質頁巖中以星點狀態(tài)存在）時，當頂板巖層被破壞后，黃鐵礦和單質碳與空氣接觸也同樣可以產(chǎn)生氧化自熱到自燃的現(xiàn)象。礦巖自燃的機理及影響因素(2)自熱、自燃與否的決定因素。任何一種礦巖的自燃必須經(jīng)過上述溫升的3個階段，礦巖是否屬于自燃礦巖，必須根據(jù)溫升的3個階段來確定。礦巖自燃的機理及影響因素(2)自熱、自燃與否的決定因素。任何一種礦巖自燃的發(fā)生，即為礦巖的氧化過程，在此整個過程中，由于氧化程度的不同，必然呈現(xiàn)出不同的發(fā)展階段，因此可把礦巖自燃的發(fā)生劃分為氧化、自熱和自燃3個階段。這3個階段可用礦巖的溫升來表示和劃分，根據(jù)礦巖從常溫到自燃整個溫升過程的激化程度，可定為：常溫至100℃礦巖水分蒸發(fā)界限為低溫氧化階段，100℃至礦巖著火溫度為高溫氧化階段，礦巖著火溫度以上為燃燒階段。礦巖自燃的機理及影響因素

2．主要影響因素礦巖物理化學性質：具有自燃傾向的礦巖的物質組成和硫的存在形式、礦巖的脆性和破碎程度、礦巖的水分、pH值以及不同的化學電位對礦巖的自燃有著重要作用。

礦巖自燃的機理及影響因素

2．主要影響因素

礦巖的物質組成和硫的存在形式是決定礦巖自燃傾向的重要因素。含硫量的多少不能作為衡量自燃火災能否發(fā)生的判斷依據(jù)，它只是與火災規(guī)模有關系，因為各種礦巖的放熱能力是隨著礦巖中含硫量的增加而增長的。礦巖自燃的機理及影響因素

2．主要影響因素

礦巖的破碎程度對礦巖的氧化性有影響，松脆的和破碎程度大的礦巖，由于氧化表面積增大而加快其氧化速度；并且礦巖的破碎也降低了它的著火溫度，所以變得更容易自燃。礦巖自燃的機理及影響因素

2．主要影響因素水分和pH值對礦巖的氧化性有顯著的影響，一般說濕礦巖的氧化速度要比干礦巖快，pH值低的礦巖更易氧化。

礦巖中常含有多種帶有不同化學電位的物質。當?shù)V巖在有水分參與反應的氧化過程中，各物質成分間因電位的不同將產(chǎn)生電流因而加速了氧化作用。

礦巖自燃的機理及影響因素

(2)礦床賦存條件：硫化礦床自燃與礦體厚度、傾角等有關系。礦體的厚度愈厚與傾角愈大，則火災的危險性也愈大，因為急傾斜的礦體遺留在采空區(qū)內的木材和碎礦石易于集中，礦柱易受壓破壞，且采空區(qū)較難嚴密隔離。有地質構造破壞的礦體礦石破碎、裂隙多、滲水好、地壓大，自燃危險性也較大。礦巖自燃的機理及影響因素

(3)開采技術條件：開拓、采礦、通風方式直接影響礦石暴露時間、漏風情況、供氧條件等，這些都關系到礦石的氧化速度，選擇不合理會加劇氧化而引起自燃。礦巖自燃的機理及影響因素

(4)水的影響：水能促進黃鐵礦的氧化，是一種供氧劑。但過量的水能帶走熱量，并且水汽化時要吸收大量熱，同時生成的Fe(OH)2，這是一種膠狀物，會使礦石產(chǎn)生膠結，故水又是一種抑制劑。礦巖自燃的機理及影響因素

(5)同時參與反應的礦量的影響：參與反應的礦石和粉礦越多，自燃的危險性越大，反之則危險性減小。此外，溫度對自燃的影響是一個很重要的因素，因為礦巖的氧化自熱是隨著溫度的升高而加快的。

1)瓦斯（CH4）化學名甲烷，是無色、無味、無臭、無毒的氣體。主要來源于井下暴露的煤巖石壁、爆破作業(yè)、采掘機割煤、鉆眼、采出的煤炭、煤與瓦斯突出等。2）一氧化碳(CO)無色、無味、無臭的氣體。主要來源于井下爆破作業(yè)、火災、煤塵或瓦斯爆炸事故。對人體的危害主要是其窒息作用。《煤礦安全規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》）規(guī)定其最高允許濃度為0.0024%(24ppm)。其他還有硫化氫（H2S）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、氨（NH3）等不多見的有害氣體，《規(guī)程》對各種有害氣體均規(guī)定了最高允許濃度。規(guī)程》對溫度有如下規(guī)定：進風井口以下的空氣溫度（干球溫度，下同）必須在2℃以上。生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26℃，機電設備硐室的空氣溫度不得超過30℃；當空氣溫度超過時，必須縮短超溫地點工作人員的工作時間，并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過30℃、機電設備硐室的空氣溫度超過34℃時，必須停止作業(yè)。新建、改擴建礦井設計時，必須進行礦井風溫預測計算，超溫地點必須有制冷降溫設計，配齊降溫設施。礦山內因火災的預防

內因火災的發(fā)展過程要經(jīng)歷起始、自熱、明火、燃燒和熄滅幾個階段，能在它的早期就識別出來，是相當重要的。內因火災的各個階段會表現(xiàn)出各自的特征，主要取決于自燃物質的種類和所處的環(huán)境。為了早期識別火災，就必須了解起始和自熱階段的特征。礦山內因火災的預防

硫化礦石自燃起始階段的性質和特征，目前尚未揭露?，F(xiàn)場觀察常見礬類礦物以及空氣中有極微量的SO2；在自熱階段，自熱區(qū)溫度逐漸升高，并高于外界氣溫；氧化時分泌出大量水分，使當?shù)乜諝獬尸F(xiàn)過飽和狀態(tài)，在巷道壁和支架上凝結成水珠，俗稱“巷道出汗”。硫化礦自熱產(chǎn)生SO2于空氣中，當木材參與氧化時，空氣中CO、CO2的含量也逐漸增多，并且開始出現(xiàn)木材干餾的臭味。礦山內因火災的預防

識別初期內因火災的方法歸納如下：

(1)利用人的直覺：在巷道內火區(qū)附近往往能看到霧氣和巷道壁與支架上“出汗”；在冬季，還可能看到從地面的裂縫口、鉆孔口上冒出蒸汽或者局部地點的冰雪融化現(xiàn)象；在硫化礦井中還可能看到由于硫化鐵氧化形成硫酸鹽（礬類礦物）而使沿脈巷道壁呈現(xiàn)灰白。礦山內因火災的預防

(1)利用人的直覺：嗅到火災的特殊臭味。硫化礦井中嗅到二氧化硫的刺激性臭味。人體對于火區(qū)附近不正常的大氣條件會有不舒適的感覺，如頭疼、悶熱、裸露的皮膚有微痛、精神過分興奮或疲乏等。礦山內因火災的預防(2)化學分析法：分析可疑地區(qū)的空氣成分。在可疑地區(qū)系統(tǒng)地采集空氣試樣進行分析，以觀測空氣成分的變化，從而確定自熱的發(fā)展動態(tài)。礦山內因火災的預防(2)化學分析法：在硫化礦井中，當木材參與自熱時，基本上也可利用空氣中CO、CO2和O2含量的變化規(guī)律，即當CO含量穩(wěn)定或逐漸增多，CO2增多、O2減少，作為火災初期的征兆，但還應著重分析SO2的含量。當CO和SO2含量穩(wěn)定或者逐漸增加時，一般說，可認為自熱已經(jīng)發(fā)生。礦山內因火災的預防(2)化學分析法：分析可疑地區(qū)的地下水。在硫化礦井中，由于硫化鐵在水—空氣介質中氧化生成硫酸鐵和硫酸，以及SO2溶解于水中會使自熱區(qū)內流出的地下水的性質改變。若發(fā)現(xiàn)地下水中游離硫酸的含量增多，地下水中銅、鐵等金屬(或離子)含量增多，地下水中有機物(木材分解產(chǎn)物)含量增多(根據(jù)有機物被過錳酸鹽氧化的程度來確定)，就可認為將有自燃的危險。為了分析地下水，必須在流動的水中采集水樣。取水樣時，還應測定水的流量和溫度。礦山內因火災的預防(3)物理檢測法：測定空氣的溫度和濕度：系統(tǒng)測定和記錄礦內有關地區(qū)的空氣溫度和濕度，結合上述各種識別方法所得資料，就能及時發(fā)現(xiàn)嫌疑火區(qū)和掌握自熱過程的發(fā)展動態(tài)。該處氣溫和水溫穩(wěn)定地上升超過25℃以上時，一般可視為是火災初期的征兆。為了測定采空區(qū)和隔離區(qū)內的氣溫，可采用最高溫度計或遠程電阻溫度計。礦山內因火災的預防(3)物理檢測法：測定巖石的溫度：測定巷道圍巖的溫度時，可將最高溫度計放到預先鉆好的4～5m深的鉆孔底部，孔內灌水，堵塞孔口，或者將最高溫度計的儲液球置于盛水的套管中再放入鉆孔內。當發(fā)現(xiàn)巖溫穩(wěn)定上升到30℃以上時，一般可認為是火災初期的象征。煤礦束管法監(jiān)測井下自然發(fā)火預防內因火災的措施1．開拓、開采技術方面的防火措施

(1)在開拓方式上要盡量采用脈外巷道的方式和少留礦柱，以便盡可能減少礦體暴露于空氣中的時間和空間，易于迅速隔離任何采區(qū)。

預防內因火災的措施

(2)合理地劃分采區(qū)尺寸，并快速回采，以便使采區(qū)的回采時間短于自燃發(fā)火期，采完后立即將其封閉。

(3)開采順序上應該做到先采上層后采下層，以及自井田邊界向井田中央回采。預防內因火災的措施1．開拓、開采技術方面的防火措施

(4)合理地選擇采礦方法。從防火角度比較各種采礦方法時，必須考慮下述因素：礦石的損失量及其集中程度、遺留在采空區(qū)中的木料量及其分布、回采強度、對采空區(qū)封閉的可能性及其嚴密性。

(5)及時從采場清除粉礦，作好頂板的管理工作。預防內因火災的措施

2．建立合理的通風制度

(1)應該采用機械通風。通風機風壓的大小應保證風流方向穩(wěn)定，不受自然風壓的不利影響，但通風機風壓又不能過大，風井應有反風裝置，并須經(jīng)常檢查和試驗反風裝置的反風效果以及井下的風門對反風的適應性。

(2)結合開拓方式和回采順序，選擇相應的且合理的通風系統(tǒng)，以減少漏風。各作業(yè)區(qū)采用獨立風流并聯(lián)通風，以降低總風壓，減少漏風量，便于調節(jié)和控制風流。預防內因火災的措施

(3)加強通風狀況和通風構筑物的檢查和管理。注意降低有漏風地點的巷道風阻，嚴防向采空區(qū)的漏風。提高各種密閉墻、風門的質量。

(4)為了調節(jié)通風狀況而安設風窗、風門、風墻或輔扇時，應該安在地壓較小、巷道周壁無裂縫的位置上。還應密切注意，有了這些通風設施以后，是否會使本來穩(wěn)定且對防火有利的通風狀況變?yōu)閷Ψ阑鸩焕?。預防內因火災的措施

3．密閉采空區(qū)或局部充填隔離密閉與充填是將可能自然發(fā)火的地區(qū)封閉，隔絕空氣漏入，以防止氧化。對于礦柱的裂縫，一般用泥漿堵塞其入口和出口，而對采空區(qū)除堵塞裂縫外，還在通達采空區(qū)的巷道口上建立防火墻。井下防火墻按其作用分臨時的和永久的兩種。預防內因火災的措施

3．密閉采空區(qū)或局部充填隔離臨時防火墻的作用是暫時隔斷風流，阻止自燃的發(fā)展，以便準備滅火工作，或者保護工人在安全條件下建造永久防火墻。對臨時防火墻的要求是結構簡單、建造迅速。金屬非金屬礦山常用木板條敷泥臨時防火墻和預制混凝土防火墻。近年來，出現(xiàn)了各種塑料充氣快速密閉墻。預防內因火災的措施

3．密閉采空區(qū)或局部充填隔離永久性防火墻的作用是長期嚴密隔絕采空區(qū)，因而要求堅固和密實。同時，永久防火墻必須有足夠的厚度，邊緣嵌入巷道周壁應有0.5m以上的深度，墻上應安設2～3根鋼管，以備測溫、采集氣樣和放水。防火墻位置的選擇：

正確地選擇防火墻位置是滅火能否成功的關鍵。防火墻位置的選擇應遵守規(guī)定范圍盡可能小，防火墻數(shù)量盡可能少和有外于快速施工的原則。其目的在于使封閉區(qū)內系統(tǒng)簡單，便于控制。閉墻越多，控制范圍越大，漏風就會越多，不利于滅火。此外，位置的選擇還應注意砌墻地點圍巖的堅實性，應盡量選擇圍巖堅固，無裂縫的地點砌筑，以保證防火墻的嚴密性。

為了防止火區(qū)封閉后，引起火災氣體或瓦斯的爆炸，選擇防火墻位置時，還應注意：

①入風側防火墻離火源應盡可能近些。

②防火墻與火源之間不應有旁側風路存在，以免火區(qū)封閉區(qū)內部風流逆轉，造成火災氣體或瓦斯的爆炸。

③火區(qū)封閉的順序，對滅火效果和救災人員的安全有著十分重要的作用。特別是在瓦斯礦井中，不正確的封閉方法才能造成瓦斯爆炸事故的發(fā)生。用防火墻封閉采空區(qū)后，要經(jīng)常檢查防火墻的狀況，觀測漏風量、封閉區(qū)內的氣溫和空氣成分。防火墻不是完全密封，應設法降低封閉區(qū)進、回風側的風壓差。發(fā)現(xiàn)封閉區(qū)有自熱預兆，應采取灌漿措施。預防內因火災的措施4．預防性灌漿向可能發(fā)生和已經(jīng)發(fā)生內因火災的采空區(qū)注入泥漿，其中的泥土沉降下來，填充灌漿區(qū)內的空隙、鉆入縫隙中并且包裹礦巖和木料碎塊，水則過濾出來，這是一個行之有效的預防和消滅內因火災的方法。這一方法的防火作用在于：隔離了礦巖、木料同空氣的接觸，防止氧化，加強了采空區(qū)密閉的嚴密性，減少漏風。如果礦巖已經(jīng)自熱或自燃，泥漿也起冷卻作用，降低封閉區(qū)內的溫度，阻止自燃過程的繼續(xù)發(fā)展。預防內因火災的措施

預防性灌漿的技術要點如下：

(1)灌漿的工藝程序是先封閉后灌漿。一般是先從地下巷道建造防火墻封閉采空區(qū)，待注漿后，堵塞溝通地面的裂縫。在防火墻的內側距5～10m的位置上，必要時應先建造過濾墻，以便濾水和阻擋泥土。

(2)泥漿固體材料應該滿足下述主要要求：容易脫水，而且沉降后濾出的水中含泥量向孔隙的滲入性強，但收縮率小，不含可燃物，采、運和加工費用較少。預防內因火災的措施

預防性灌漿的技術要點如下：

(3)泥漿的制造可以在地面設立泥漿站，采用攪拌機等設備制造；或者直接用水槍沖采表土制成泥漿，或者用其他簡易方法。

(4)灌漿方式：將泥漿注入采空區(qū)的方式繁多，不同的地質及采礦技術條件應用不同的灌漿方式。金屬礦山常采用的灌漿方式有：通過崩落區(qū)的陷坑和裂縫灌漿、通過鉆孔灌漿、通過巷道中的管道灌漿、掘進專用消火巷道通達火區(qū)進行灌漿以及混合方式灌漿。預防內因火災的措施

預防性灌漿的技術要點如下：

(5)滅火灌漿與預防性灌漿的區(qū)別在于鉆孔布置上的不同。滅火灌漿應適當加密鉆孔并包圍火源，灌漿順序是先灌火區(qū)周圍，逐漸向火源中心灌注。預防內因火災的措施5．使用阻化劑

利用阻化劑可以抑制、延緩具有自燃傾向礦巖的氧化反應，達到預防火災的目的。阻化劑多為無機鹽類化合物，這些化合物附著在礦巖表面上時能吸收空氣中的水分，形成含水液膜，從而起到隔氧阻化作用。同時，水分蒸發(fā)時還能起到吸熱降溫作用。阻化劑可用噴灑或壓注的方法進入礦體。主要用在缺土少水、人口稠密的地區(qū)，頂板為灰質頁巖和泥質頁巖等不易用黃泥灌漿的礦山。預防內因火災的措施6.均壓通風防火均壓通風防火是利用礦井通風中的風壓調節(jié)技術，使采空區(qū)的進出風側的風壓差盡量小，從而減少或消除漏風，防止硫化礦石自燃的方法。在已經(jīng)發(fā)生火災的情況下，利用均壓通風，可以減少或控制對火區(qū)的供氧而達到滅火的目的。實現(xiàn)均壓通風的方法有很多，如風窗調節(jié)法、風機調節(jié)法、風機與風窗調節(jié)法、風機與風筒調節(jié)法、以及氣室調節(jié)法等。6.6礦山滅火6.6.1滅火方法概述冷卻法隔離法窒息法抑制法火災種類不同，采用的滅火方法和滅火劑也不同，在選擇滅火方法和滅火劑時要充分注意。物質的火災分類有：A類火災，B類火災，C類火災和D類火災。1、用水滅火水熱容大，受熱蒸發(fā)時吸收大量的熱，水蒸氣可以稀釋可燃性氣體，當空氣中的水蒸氣超過30~50%，就可以使火熄滅。密集高壓水滅火：高速射流流出，用于冷卻和保護。水霧滅火。思考水霧的滅火作用？回答水蒸氣滅火。撲滅密閉的房間，空氣不流通的地方，燃燒面積不大的火災。金屬礦山安全規(guī)程，井下消防供水水池容積不小于200立方米。用木材支護的應設置防火水管。2、泡沫滅火液體膜包裹氣體構成的氣液兩相氣泡?；瘜W泡沫對撲滅汽油、煤油等易燃液體火災最有效。對撲滅木材等堆積物火災效果差，不宜用于撲滅醇類等水溶性液體?？諝馀菽懈弑稊?shù)泡沫以界面活性劑為主，他氣泡發(fā)生量大，適合于快速切斷礦山井下的火災。山東中煤工礦物資有限公司SZP型中倍數(shù)泡沫發(fā)生器1.產(chǎn)品特點：中倍數(shù)泡沫產(chǎn)生器適用于撲救油類、化工流淌液體火災及一般固定物質火災。其有固定式，半固定式和移動式三種，中倍數(shù)泡沫具有流動性能好，抗燒性能強，脫水速度慢，覆蓋火源快特點.2.主要技術性能指標型號工作壓力（MPa）工作范圍（MPa）混合液流量（L/s）泡沫倍數(shù)（倍）使用藥劑類型重置(kg)SZP型0.60.3-0.76≤70合成形泡沫153、惰性氣體滅火礦山滅火用的惰性氣體用燃油燃燒除去空氣中的氧制成的，主要成分是氮氣、二氧化碳、少量殘余氧氣、噴水冷卻時產(chǎn)生的大量水蒸氣。液氮是目前礦井滅火中常用的惰性氣體。4、鹵族滅火劑滅火1211滅火劑1301滅火劑。5、化學干粉和固態(tài)滅火劑滅火礦山井下使用的磷酸銨鹽類干粉，裝在滅火手雷或滅火炮彈中。滅火手雷成分是磷酸氫二銨，適用于撲滅近距離初期火災。滅火炮彈中的干粉成分是磷酸二氫銨用于中距離初始火災和獨頭巷道滅火。礦內滅火方法

火災發(fā)生的主要因素，熱源、可燃物、空氣的供給三者同時存在，相互結合，缺一不可。滅火就是要除掉其中的一兩個或全部因素。因此，滅火的方法大體可以對應地分為：消除可燃物、降低燃燒溫度、斷絕空氣的供給3個方面。但是每個具體的滅火方法的作用并不單單局限于某一方面。在實際應用中，采用哪一種滅火方法，要根據(jù)礦井自身條件和火災情況而定。礦內滅火方法

1．直接滅火法

(1)挖除可燃物：挖除可燃物就是將已經(jīng)發(fā)熱或燃燒的礦物、巖石以及其他可燃物挖出、清除、運出井外。這是撲滅礦井火災最徹底的方法，但是采用這種方法的條件是：火災處于初起階段，涉及范圍不大；無爆炸危險；火源位于人員可直接到達的地點。這種滅火方法具有一定的危險性，工作必須要組織好，同時要制定嚴格的安全措施。礦內滅火方法

1．直接滅火法

(2)用水、化學滅火器、惰性氣體、泡沫劑、膠體材料、砂子或巖粉等，直接在燃燒區(qū)域及其附近滅火，以便在火災初起時迅速地撲滅。礦內滅火方法

2．封閉火區(qū)滅火法封閉滅火法是在通往火區(qū)的所有巷道內建筑防火墻、填平地面塌陷區(qū)裂隙，以阻止空氣進入火源地，從而使火區(qū)因缺氧而熄滅。一般該法在當不能用直接滅火法或用其無效時采用。礦內滅火方法

2．封閉火區(qū)滅火法對火區(qū)的封閉，首先應考慮的是，將火區(qū)迅速而嚴密地控制和封閉起來的迫切性以及封閉過程中引起爆炸的可能性。因此，對于密閉墻的類型和強度、建造地點和施工快慢、封閉過程中的通風、最后封閉的程序等，都必須慎重作出決定。礦內滅火方法

火區(qū)封閉后，應設法加速火災熄滅。首要的措施是減少火區(qū)的漏風。由于現(xiàn)今任何密閉墻都不能完全杜絕漏風，所以必須采取補充措施——平衡風壓，即盡量減小火區(qū)進風與回風兩側的風壓差。礦內滅火方法

利用平衡風壓法的原理，針對各種不同情況，提出過各種減少向火區(qū)或崩落采空區(qū)漏風的具體措施。如設置消火災巷道、建立平衡壓差的硐室等。在采用抽出式通風系統(tǒng)的礦井中，為了要減少從地面滲漏到崩落區(qū)的漏風，可在崩落區(qū)下面的主通風風流(其風壓對地面說為負壓)中設置輔扇(在該采區(qū)的入風側)，并在其回風側設置調節(jié)風窗，以便提高該采區(qū)通風風流的風壓，或者說，保持該采區(qū)的進風風量等于或略大于它的回風量，就能阻擋從地面漏入風量。礦內滅火方法3．聯(lián)合滅火法當?shù)V內火災不能用直接滅火法消滅火災時，應立即采用本法。目前常用的是向封閉火區(qū)注入泥漿或惰性氣體。礦內滅火方法3．聯(lián)合滅火法

(1)灌漿滅火：消火性灌漿的技術內容大體上與上述預防性灌漿的相同，不過，灌漿方式和灌漿參數(shù)必須根據(jù)消滅火災這一目的和具體條件來確定。一般的原則是在確定了火源中心及其發(fā)展動向以后，使泥漿包圍火源和附近的蔓延區(qū)，在該區(qū)城內先外圍后中心地實行全面灌漿，或在火災蔓延的前方注一帶泥漿“籬笆”阻止火災蔓延。如果利用鉆孔，鉆孔不要布置在地表塌陷區(qū)，更不要將鉆孔打入采空區(qū)內的礦柱中。若采用消火巷道通達火源來注漿，則應注意在火區(qū)附近掘進消火巷道的安全性。礦內滅火方法(2)灌注惰性氣體滅火：往封閉火區(qū)注入惰性氣體(CO2、N2、爐煙和水蒸汽等)可以排擠出火區(qū)的空氣、降低空氣中的含氧量、冷卻火源、增加密閉區(qū)內的氣壓以減少漏風；同時惰性氣體易于滲入礦、巖的空隙而包圍燃燒體，阻止其氧化?？梢姡錅缁鹱饔檬呛艽蟮?。但是，用這種方法需要一定的設備，氣體消耗量大，成本較高，且要求高質量的封閉以防這類毒害性氣體滲出?；饏^(qū)管理與啟封

1．火區(qū)管理

礦井火區(qū)被封閉之后，可以認為已被控制，但是火源并末徹底熄滅，對礦井仍是一個潛在的威脅。因此，加強火區(qū)管理，促使火源早日消滅是擺在通風防滅火工作者面前的一項主要任務。2．火區(qū)觀測

為了判斷火區(qū)內火災是否熄滅和能否打開火區(qū)，應該經(jīng)常觀測火區(qū)。觀測火區(qū)的方法是定期采集火區(qū)內的空氣試樣進行氣體成分的分析，測量火區(qū)內的溫度和流出水的溫度。2．火區(qū)觀測特別注意：在鄰近進風井或進風大巷的火區(qū)受到高負壓的作用時極易發(fā)生火源復燃事故。因此，有時在火區(qū)出風側密閉的取樣分析氧濃度雖然為零，但也不能作為判定火區(qū)已經(jīng)熄滅的根據(jù)。在注氮滅火的過程中，火區(qū)氣體指標也無法反映熄滅程度。2．火區(qū)觀測

如果通過防火墻上管子所收集的上述資料(分析和測定結果)，還不足以判斷火情時，則可打專用鉆孔，進行檢查。必須注意系統(tǒng)記錄和統(tǒng)計各火區(qū)的觀測資料，當發(fā)現(xiàn)下列情況時，可以認為火災已經(jīng)熄滅：

(1)火區(qū)內的空氣和礦、巖的溫度已穩(wěn)定地降至30℃以下；

(2)火區(qū)內沒有CO和S02，或者含量始終保持“痕跡”；

(3)火區(qū)內流出的水的溫度降至25℃以下，其酸性逐漸減弱。2．火區(qū)觀測

只有當確證火災已經(jīng)熄滅，才考慮重開火區(qū)，恢復火區(qū)的生產(chǎn)。為此，應該編制工程計劃，經(jīng)主管局（公司）審批后，由礦山救護隊執(zhí)行，啟開防火墻和恢復火區(qū)的通風。啟封火區(qū)時，在火區(qū)附近必須設立救護基地，準備消火器材；選定火區(qū)的回風道，回風道內的人員應事先撤出；對回風道內的空氣成分必須經(jīng)常測定，若發(fā)現(xiàn)有CO和SO2時，須立即停止火區(qū)的通風，并將火區(qū)重新封閉。2．火區(qū)觀測啟封火區(qū)的方法有兩種：當火區(qū)范圍不大，確認火源已經(jīng)熄滅時采用通風啟封火區(qū)法。當火區(qū)范圍較大，火源是否已經(jīng)完全熄滅難以確認時采用鎖風啟封火區(qū)法?；饏^(qū)打開后，應該在有救護隊值班和經(jīng)常檢查空氣成分的條件下，進行試生產(chǎn)10天，情況良好，才將其投入正常生產(chǎn)。6.7火災時期礦內風流控制一、火風壓礦內火災發(fā)生后，火災所波及的巷道里的空氣成分將發(fā)生變化，并且空氣被加熱而容重減少，形成于自然熱風壓類似的熱風壓。這種熱風壓稱為火風壓?；痫L壓是發(fā)生礦內火災時所引起的熱風壓的增量?；痫L壓的影響因素：巷道的始末差越大，產(chǎn)生的火風壓越大?；鹧姘芽諝饧訜岬臏囟仍礁?，火風壓越大。二、火風壓對礦內通風的影響火風壓對主扇工況的影響當火風壓與礦井總風壓方向一致，新的聯(lián)合特性曲線。主扇工況點為E點，主扇的風壓減小，風量增加，功率增加，可能造成離心式扇風機的電機燒毀。火風壓對通風網(wǎng)路的影響上行風流中，局部火風壓的作用方向與原風流方向一致，結果使出現(xiàn)火風壓的巷道里風量增加，旁側風流逆轉，下行風流中，局部火風壓的作用方向與原風流方向相反，該巷道中風流逆轉。三、火災時期風流紊亂的防治降低火風壓在礦井通風的分支風流中發(fā)生火災的場合，應該維持主扇風機的運轉。盡可能利用火源附近的巷道，將煙氣直徑導入總回風道，排到礦外。火災發(fā)生在總入風流中，應進行全礦性反風。火災發(fā)生在總回風流中，維持原來風流方向才能夠把煙氣迅速排出。思考題礦山外因火災的主要引火源有哪些，如何控制這些引火源。火災時期礦內風流紊亂的原因是什么，應該怎樣防治。均壓技術是在20世紀50年代由波蘭漢·貝斯特朗（H.Bystron）教授首先提出。均壓（“以風治火”），簡單，成本最低，控制火勢的發(fā)展常常立竿見影，深受現(xiàn)場歡迎。根據(jù)煤礦井下煤炭自燃發(fā)火區(qū)域是否封閉，均壓技術可分為兩種類型：開區(qū)均壓和閉區(qū)均壓。1、開區(qū)均壓開區(qū)均壓通常是指在生產(chǎn)工作面建立的均壓系統(tǒng)，其特點是在保證工作面所需通風風量的條件下，通過通風調節(jié)實施，盡量減少向采空區(qū)漏風，抑制煤的自燃，防止CO等有毒有害氣體涌入工作面，從而保證正常生產(chǎn)的進行。漏風通道和工作面周圍的通道可以形成多種風流流動方式(如并聯(lián)、角聯(lián)和復雜聯(lián)等)，開區(qū)均壓也有幾種不同類型。礦山防滅火措施均壓防滅火（1）調節(jié)風窗均壓適用于工作面采空區(qū)內形成的并聯(lián)漏風方式。通常在工作面的回風巷內安設調節(jié)風窗，使工作面內的風流壓力提高，以降低工作面與采空區(qū)的壓差，從而減少采空區(qū)中氣體涌出。適用于采空區(qū)內已有自燃跡象，并抑制采空區(qū)中的火災氣體（一氧化碳等）涌到工作面，威脅工作面的安全生產(chǎn)。安設調節(jié)風窗后，通風巷道的壓力如圖1示。圖1123A4（1）調節(jié)風窗均壓圖2（2）局部通風機均壓有時為提高風路的壓力，需在風路上安設帶風門的風機（即輔助通風機），利用風機產(chǎn)生的增風作用，改變風路上的壓力分布，達到均壓的目的。下圖為局部通風機調壓原理圖3（3）調節(jié)風窗與局部通風機聯(lián)合均壓工作面采空區(qū)內部的漏風通道有時是比較復雜的，當相鄰為采空區(qū)是，還有外部漏風，這些最后都要經(jīng)過經(jīng)回采工作面上隅角排出。采空區(qū)的自燃征兆往往是從上隅角表現(xiàn)出來的。調節(jié)風門與扇風機聯(lián)合均壓常常采用工作面進風巷安設扇風機而回風巷安設調節(jié)風門的聯(lián)合均壓措施。圖42、閉區(qū)均壓閉區(qū)均壓就是對已經(jīng)封閉的區(qū)域進行均壓，它一方面可以防止封閉區(qū)中的煤炭自燃，又可加速封閉火區(qū)的熄滅速度。常用的閉區(qū)均壓主要技術措施有：并聯(lián)風路與調節(jié)風門聯(lián)合均壓調壓風機與調節(jié)風門聯(lián)合均壓連通管均壓（1）并聯(lián)風路與調節(jié)風門聯(lián)合均壓預防性灌漿預防性灌漿按與回采的關系分三種：采前預灌、隨采隨灌和采后封閉灌漿。采前預灌是在工作面尚未回采前對其上部的采空區(qū)進行灌漿。這種灌漿方法適用于開采老窯多的易自燃、特厚煤層。隨采隨灌則是隨著采煤工作面推進的同時向有發(fā)火危險的采空區(qū)灌漿，這是預防性灌漿采用的主要方法。隨采隨灌分為鉆孔灌漿、埋管灌漿和灑漿三種方式。采后注漿是采空區(qū)封閉后，利用鉆孔向工作面后部采空區(qū)內注漿。1、鉆孔灌漿從底板或鉆窩打鉆注漿2、埋管注漿3、工作面灑漿或插管灌漿從回風巷灌漿管上接出一段漿管，沿傾斜方向向采空區(qū)均勻地灑一層泥漿。灑漿量要充分，使采空區(qū)新冒落的矸石能均勻地為泥漿包圍。灑漿通常作為埋管灌漿的一種補充措施，使整個采空區(qū)特別是下半段也能灌到足夠的泥漿。對綜采工作面常采用插管灌漿的方式，即注漿主管路沿工作面傾斜鋪設在支架的前連桿上，每隔20m左右預留一個三通接頭，并分裝分支軟管和插管。將插管插入支架掩護梁后面的跨落巖石。阻化劑防火阻化劑也稱阻氧劑。將其溶液噴灑在采空區(qū)的煤壁或者煤塊上，具有阻止煤的氧化和防止煤的自燃的作用，因此稱為阻化劑。阻化劑包括如氯化鈣（CaCl2）、氯化鈉（NaCl）、氯化鎂（MgCl2）、水玻璃(Na2SiO3)等無機鹽類化合物。該項防滅火技術是在60年代初發(fā)展起來的，在國外和國內的一些礦井都進行了應用，取得了很好的效果。它是進行煤礦防滅火的一個重要手段之一。阻化劑防火由于技術工藝系統(tǒng)簡單，設備少，成本低，防火效果好等優(yōu)點，在一些礦區(qū)得到了廣泛應用。六、惰性氣體可以被用作礦井防滅火的惰性氣體主要有：CO2燃燒惰性氣體氮氣六、惰性氣體1、二氧化碳二氧化碳的密度相對于空氣是1.52，利用其密度大的特點可用來對付礦井中發(fā)生在位置較低處的火災；但是，二氧化碳對控制水平和上行巷道或工作面的火災效果就較差。二氧化碳作為惰性氣體防滅火存在以下不足：二氧化碳易溶于水，在潮濕的環(huán)境下要損失部分氣態(tài)二氧化碳。二氧化碳比較容易吸附在煤體和燒焦的煤炭上，甚至比瓦斯的吸附性更強。當二氧化碳與燃燒成白熾的碳化物的表面相接觸時，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氣。六、惰性氣體2、燃燒惰性氣體將火區(qū)封閉后，火區(qū)內的氧氣將被消耗而成為煙氣。煙氣的主要成分是二氧化碳、氮氣和水蒸氣，這樣的混合氣體可看作是窒息火區(qū)的惰性氣體，會使火區(qū)惰化，使火勢熄滅。但是，這樣的混合氣體可能含大量的可燃性氣體，如果有新鮮空氣進入的話，就可能發(fā)生爆炸。直接利用火災氣體滅火，因實際使用困難，很少采用；但可采用燃油燃燒的惰氣滅火。六、惰性氣體2、燃燒惰性氣體目前國內外礦山救護隊一般裝備有用燃油燃燒的惰氣發(fā)生裝置。惰氣發(fā)生裝置的特點是產(chǎn)生的惰氣量大，如燃燒煤油的噴氣式發(fā)動機，當燃燒速率為0.7kg/s時，會產(chǎn)生30m3/s的惰性煙氣，發(fā)動機在產(chǎn)生大量煙氣的同時，還會產(chǎn)生大約30MW的電力，可以作其它用途。為使惰氣裝置滅火性能更優(yōu)，需用水對煙氣進行冷卻處理，經(jīng)冷卻的濕式惰氣注入火區(qū)，可快速控制火勢、窒息火區(qū)。六、惰性氣體3、氮氣氮氣(http://homen.vsb.cz)捷克于1949年在Doubrava礦井最早使用氮氣滅火。英國、德國、法國、前蘇聯(lián)、保加利亞、印度、波蘭等國也較早使用了氮氣。在常溫常壓下，氮分子結構與化學性質非常穩(wěn)定，很難與其它物質發(fā)生化學反應，它是一種良好的滅火用惰性氣體。理論與實踐表明，當氧含量降低到5~10％時，可抑制煤的氧化自燃，而氧含量降低到3％以下時，則可以使煤炭燃燒熄滅并阻止其復燃。氮氣防滅火技術以氮氣其特有的物理性質，豐富的氮氣資源，簡單的注氮工藝，使其成為自燃礦井不可或缺的防滅火技術?，F(xiàn)場應用目前為止，某礦制氮裝置已累計向采空區(qū)注氮300萬m3（地面鉆孔的注氮量，不包括井下密閉的）采空區(qū)的氧含量持續(xù)低于5％。鉆孔編號注漿量/m3圖7南四JXZD-700型制氮機南二DM-600型制氮機制氮機組圖8（1）氮氣防滅火的優(yōu)缺點氮氣防滅火有以下優(yōu)點：①注入氮氣可使防治區(qū)域缺氧惰化，迅速滅火，并能為搶險救災工作提供較安全可靠的環(huán)境。②可使防治區(qū)域呈正壓，防止或杜絕新鮮空氣流入，以保持防治區(qū)域的氮氣惰化度。③具有降溫作用。氮氣在管路中帶壓輸送，在注氮口氮氣膨脹吸熱，可部分地吸收煤炭氧化生成的熱量。④氮氣比重和空氣相近，易于和空氣混合，氮分子能滲入采空區(qū)的所有地點，擴散半徑大，惰化覆蓋面廣。⑤注氮不污染防治區(qū)，無腐蝕或不損壞綜采設備。（1）氮氣防滅火的優(yōu)缺點注氮防滅火有以下缺點：①氮氣在防治區(qū)滯留的時間不是太長，特別是存在漏風通道的情況下，氮氣易遺失，不能像泥漿那樣長期起到防滅火作用。②注氮能迅速遏制火災，但滅火降溫困難，使火區(qū)完全熄滅時間相當長。因此，注氮滅火的同時，要輔助其它滅火措施，處理殘火，以防復燃。③氮氣本身雖無毒，但具有窒息性，對人體有害。井下作業(yè)場所所需氧含量下限值為19％，所以有氮氣泄漏的工作地點的氧含量不得低于19％。（2）氮氣的制取氮氣是空氣中的主要成分，因此空氣為氮氣的制取提供了取之不盡、用之不竭的來源。礦井防滅火工作中所用的氮氣，都