矿井灾害防治(防灭火、

矿井灾害防治（防灭火、防尘、防治水）

第一节火灾的基本知识

一、火灾的产生及危害

矿井火灾是：矿山范围内发生的一切非控制燃烧现象。

根据火灾的发生地点不同，分为地面火灾和井下火灾。地面火灾指矿井工业广场内的贮煤场、厂房、仓库、井楼、矸石堆、坑木场等发生的火灾。井下火灾是指发生在井下的一切非控制燃烧现象。根据引火源不同分为内因火灾和外因火灾；根据发生火灾先后，分为原生火灾和次生火灾。

内因火灾和外因火灾的特点：

（1）外因火灾在时间上具有突然性，来势凶猛；内因火灾过程缓慢；（2）发生地点上外因火灾具有广泛性，内因火灾主要发生采空区、煤柱；

（3）从几率上看，外因火灾发生几率小内因火灾发生几率大；

（4）从结果上看，外因火灾多为恶性事故，而内因火灾有过程、预兆，相比容易预防。

二、燃烧三要素

引火源、可燃物、空气。

（1）引火源条件。具有一定的温度和足够的热量。

（2）可燃物条件。所有可燃材料。

（3）氧气。当空气中氧气浓度降低5％以下时，就不能维持反应。

三、火灾处理

1、发生火灾的行动原则：

（1）当井下发现烟雾、明火时，首先应采取措施直接灭火。同时要立即向调度室、矿领导等汇报。

（2）当火灾发展到一定程度，难于直接处理时，应请求救护队支援处理。

（3）成立救灾指挥部，按照《矿井事故应急救援预案》制定救灾方案，迅速抢救遇难人员。密切注意风流变化。

（4）按照先控制，后灭火的原则，处理火灾。

2、直接灭火

（1）用水直接灭火。

注意：水量要充足，保持正常通风，由周边到中心，注意顶板冒落，不能直接用于扑灭电类、油类火灾。

（2）泡沫灭火。

（3）干粉灭火。

（4）沙子和岩粉灭火。主要用于泡沫电气火灾。

（5）挖除火源。

3、隔绝灭火

（1）临时防火墙。临时隔断供风，速度快。

（2）永久防火墙。

（3）耐爆防火墙。

第二节外因火灾及其预防

一、外因火灾引火源

1、明火。吸烟、电焊、气焊、电炉及灯泡取暖等。

2、电火。

3、爆破起火。

4、瓦斯、煤尘爆炸引起火灾。

二、外因火灾预防对策

1、加强火源管理，严格用火制度。

①井口严禁使用灯泡取暖和使用电炉。

第二百二十二条井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。

②井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。第二百二十条井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。通风机房位于工业广场以外时，除开采有瓦斯喷出区域的矿井和煤（岩）与瓦斯突出矿井外，可用隔焰式火炉或防爆式电热器取暖。暖风道和压入式通风的风硐必须用不燃性材料砌筑，并应至少装设2道防火门。

③对井下的电焊、气焊作业一定要制定安全措施，布臵安全检查。

第二百二十三条井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。如果必须在井下主要硐室、主要进风井巷和井口房内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作，每次必须制定安全措施，并遵守下列规定：（一）指定专人在场检查和监督。

（二）电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的前后两端各10m的井巷

范围内，应是不燃性材料支护，并应有供水管路，有专人负责喷水。上述工作地点应至少备有２个灭火器。

（三）在井口房、井筒和倾斜巷道内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作时，必须在工作地点的下方用不燃性材料设施接受火星。

（四）电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的风流中，瓦斯浓度不得超过0.5%，只有在检查证明作业地点附近20m范围内巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时，方可进行作业。

（五）电焊、气焊和喷灯焊接等工作完毕后，工作地点应再次用水喷洒，并应有专人在工作地点检查1h，发现异状，立即处理。

（六）在有煤（岩）与瓦斯突出危险的矿井中进行电焊、气焊和喷灯焊接时，必须停止突出危险区内的一切工作。

煤层中未采用砌碹或喷浆封闭的主要硐室和主要进风大巷中，不得进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作。

2、不燃对策。

①在井下和井口房，严禁采用可燃材料搭设临时操作间、休息间。

第二百一十七条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。

②井下变电所、配电室、材料库要使用不燃材料砌筑。

3、消防对策

第二百一十八条矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统应每隔100m设臵支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每隔50m设臵支管和阀门。地面的消防水池必须经常保持不少于200m3的水量。如果消防用水同生产、生活用水共用同一水池，应有确保消防用水的措施。

4、加强易燃品的管理

第二百二十四条井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内，由专人押运送至使用地点，剩余的汽油、煤油和变压器油必须运回地面，严禁在井下存放。

井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等，必须存放在盖严的铁桶内。用过的棉纱、布头和纸，也必须放在盖严的铁桶内，并由专人定期送到地面处理，不得乱放乱扔。严禁将剩油、废油泼洒在井巷或硐室内。

5、安设防火门，防止火灾蔓延。

井口、机电硐室等必须安设向外开的防火门。

第二百一十九条进风井口应装设防火铁门，防火铁门必须严密

并易于关闭，打开时不妨碍提升、运输和人员通行，并应定期维修；如果不设防火铁门，必须有防止烟火进入矿井的安全措施。

第三节煤炭自燃火灾及其预防

第五节火区管理

一、火区的日常管理

具体工作：

1、建立火区卡片

详细记录发火日期、原因、位臵、火区处理过程，通风系统及设施。

2、防火墙管理

进行编号，记录防火墙的厚度、位臵、材料。防火墙外设臵栅栏，悬挂警标，禁止人员进入。防火墙要悬挂检查牌板，标明防火墙内外的瓦斯、一氧化碳、二氧化碳浓度、温度及测定日期、测定人。

3、火区检查

刚封闭的火区要连续检查，稳定以后，每天检查一次。发现急剧变化时每班检查一次，所以记录整理后计入防火记录中。

发现漏风要及时采取措施进行处理。

二、火区熄灭的条件

第二百四十八条封闭的火区，只有经取样化验证实火已熄灭后，方可启封或注销。

火区同时具备下列条件时，方可认为火已熄灭：

（一）火区内的空气温度下降到30℃以下，或与火灾发生前该区的日常空气温度相同。

（二）火区内空气中的氧气浓度降到5.0%以下。

（三）火区内空气中不含有乙烯、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。

（四）火区的出水温度低于25℃，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。

（五）上述4项指标持续稳定的时间在１个月以上。

三、火区启封

确认火区熄灭后，制定安全措施，经集团公司批准，方可启封火区。启封火区由救护队完成。

1、通风启封火区法。

火区范围不大，确认已熄灭时采用该方法。

2、锁风启封方法。

火区范围大，难易确定是否完全熄灭。先在原有火区墙外5～6m 的地方构筑一道带门的风墙，救护队员进入，风门关闭，形成一个封闭的空间，再将原有的防火墙打开。救护队员进入火区探查后，确认在一段范围内无火源，在选择适当地点重新建立临时防火墙，恢复通风，逐段逼近发火地点。只有当新的防火墙建成后，才打开第一个风墙的风门。火区要求始终处于封闭、隔绝的状态。

附

第一节燃烧的基本概念

一、燃烧的基本特征：放热、发光和生成新物质。

二、燃烧的形式：

1、扩散燃烧：也称气体燃料燃烧。

可燃气体从管道孔口或巷道局部空间流出，在与空气混合时，可燃气体与空气靠分子间扩散而混合，但混合浓度达到达到燃烧界限时，遇火源则在该范围内燃烧。甲烷、一氧化碳、乙炔等。

2、分解燃烧。出现于固体和部分液体的燃烧中。

在燃烧过程中，可燃物首先遇热分解，热分解产物和氧反应产生火焰燃烧。木材、煤、柴油、煤油等。

3、表面燃烧。发生于固体燃料燃烧的后期。

固体可燃物燃烧时，不断分解出挥发性气体，而挥发性气体燃烧放出的热量继续维持新的固体燃料热分解和燃烧。固体炭与空气的接触表面进行的燃烧。

4、预混燃烧。可燃气体与空气预先充分混合的燃烧。

在井下一定条件下，可燃气体与空气已在着火前预先充分混合，其浓度处于燃烧（爆炸）界限之内遇火源即发生燃烧。

三、火焰燃烧和阴燃现象

1、火焰燃烧：一种伴随可燃性挥发气体析出并燃烧的迅速氧化过程，通常出现放热、发光现象。在氧气浓度低于10％～12％以下时火焰燃烧难以维持。

2、阴燃（又称闷燃或冒烟燃烧）：氧化过程发生在固体可燃物的表面，也能维持自我持续燃烧，但不足以分解足够的挥发性气体产生火焰燃烧。

一般条件下，空气中氧浓度低于2％时阴燃终止。值得注意的是，由于有些燃料吸着或吸附氧气，以致于空气中氧气浓度低于2％时，阴

燃仍然存在。这种现象在空间启封火区时就曾经发现，对启封火区很有意义。

第二节矿井火灾燃烧和蔓延形式分类

一、富氧燃烧和富燃料燃烧

1、富氧燃烧：具有与地面火灾相似的燃烧和蔓延机理，称为非受限燃烧。其下风侧氧气浓度一般保持在15％（体积浓度）以上，故称为富氧燃烧。

2、富燃料燃烧：火源燃烧时，火势大、温度高，火源产生大量炽热挥发性气体，不仅供给燃烧带消耗，还能与被高温火源加热的主风流汇合形成炽热烟流预热火源下风侧较大防范内的可燃物，使其继续生成大量挥发性气体；另一方面，燃烧位臵的火焰通过热对流和热辐射加热紧邻可燃物使其温度升至燃点。由于保持燃烧的两种要素的持续存在和发展，此类火灾使燃烧在更大防范进行，并以更大速度蔓延致使风流中氧气几乎耗尽，剩余氧浓度低于2％。基于其下风侧烟气氧浓度接近于零的特征，一般称为富燃料类火灾或贫氧类火灾。这种燃烧的下风侧烟流常为高温预混可燃气体，与旁侧新鲜风流交汇后，易形成新的火源点，这种形成多个再生火源的现象称为火源发展的"跳蛙"现象。

第三节富燃料燃烧火灾灾害及防治措施

一、富燃料火灾的危险性

1、富燃料燃烧可产生近1000℃的高温，分解出大量挥发性气体，生成可燃性高温烟流，并预热相邻地区可燃物，使其温度超过燃点，生成大量炽热挥发性气体。这样，一方面，富燃料燃烧加快火灾的蔓延速度，可达富氧燃烧的10倍；另一方面，含可燃气体的高温烟流，若在火源下风侧与相接巷道的新鲜风流交汇，则可能在空气与炽热气体相接触界面被引燃。燃烧产生的热风压引起风流紊乱，促使空气与尚未燃烧的炽热气体充分混合，形成大范围的预混气体，并可能出现爆炸。

2、炽热含挥发性气体的烟流与相接巷道新鲜风流交汇后燃烧，可使原火源下风侧出现若干再生火源，即出现燃烧蔓延的"跳蛙"现象。

3、高温烟流与相接巷道新鲜风流汇合后产生的上述危险，使从事直接灭火的人员面临决策的困难。

4、由于炽热气体上浮力和节流阻力的影响，在火源上风侧巷顶

出现逆风流方向的烟流滚退现象。这种烟流滚退与上风侧新鲜风流混合、形成达到燃烧界限的预混气体并再次进入着火带时，可能引起爆炸。

5、火源上、下风侧炽热气体与新鲜风流交汇，在接触界面上的燃烧可能引燃巷道煤壁和支护材料。

6、进行富燃料类火灾直接灭火的人员，常常能发现"风压脉动"或风流流动的剧烈波动现象。这种风流方向和大小的剧烈变化，是由于燃烧火焰的紊乱滚动和炽热气体与空气接触界面上的燃烧或"软"爆炸（局部范围的小爆炸）产生的。"风压脉动"表示火区内风流出现失控的紊乱流动。紊乱流动促进了高温可燃气体与空气的充分混合，形成大范围的可燃预混气体，这种气体在重新流入原生火源或再生火源时被引燃或本身就具备高于燃点温度而着火时，因存在较大面积的预混气体会迅速发展为爆炸。

二、富燃料类火灾的控制

在矿井火灾发展成为富燃料类火灾时，控制富燃料类火灾是危险和困难的。最好的手段是防止出现富燃料火灾或避免富氧类火灾转变为富燃料燃烧类火灾。

防止富燃料类火灾出现的方法：

1、应该减少火焰沿巷道蔓延的速度，即在火灾发生时，及时采取措施灭火，避免火势扩大或者在火源下风侧进行洒水，减少下风侧可燃挥发性气体的产生，降低火势蔓延速度。

2、除非十分可靠而安全的减风、停风理由；否则应维持火区的通风。

如果矿井火灾已成为富燃料类火灾或已由富氧类火灾转变为富燃料类火灾，其是难以转变为富氧类火灾的。这时，为避免发生危险，与其进行收效不大的灭火，不然尽力防止其发展。

第二节：矿尘防治

一、煤尘的燃烧与爆炸

（一）煤尘爆炸的效应

1、产生高温：煤尘爆炸是剧烈的化学反应，可使爆源附近气体温度上升到2300-2500℃，这种高温将导致煤尘爆炸的连续不断的发生。

2、产生高压：爆源附近气体温度骤然升高，必然使气体压力突然增大。

3、高速火焰：爆炸火焰以极快的速度传播。

4、高速冲击波：冲击波速度可达2340m/s。

5、产生有毒气体：煤尘爆炸产生大量的CO气体，，一般可达2-3％，有的可达8％，这是造成大量人员伤亡的主要原因。

（二）煤尘爆炸的特点

1、煤尘爆炸的区域大。

2、煤尘爆炸产生的CO量大。

3、煤尘爆炸往往是连续性，跳跃式发展，而且表现出离爆源越远，破坏越远越严重和形成二次爆炸的特点。

4、在开采有粘结性煤炭的矿井中，煤尘产生皮渣和粘块，是区别瓦斯爆炸与煤尘爆炸的主要特征。

（三）煤尘爆炸的必备条件

1、煤尘本身具有爆炸性，且悬浮在空气中，达到一定浓度（45－2000g/m3）；

2、有能引起爆炸热源的存在（610－1050℃）；

3、氧气浓度不低于18％。

注：浓度300－400g/m3爆炸最剧烈。

（四）煤尘爆炸的危害

1、产生高温，1600－1900℃。煤尘爆炸时释放的热量，按理论计算可使爆炸时产生的气体产物加热到2300－2500℃；

2、产生高压。理论压力为750kPa，但在大量沉积煤尘的巷道中，爆炸压力将随着距爆炸源距离的增加而跳跃式增加；

3、产生冲击波。爆炸冲击波的传播速度可达2340m/s；

4、生成有害气体。爆炸后可产生2-4％的一氧化碳，有时甚至高达8-10％。

（五）影响煤尘爆炸的因素

1、挥发份。煤的挥发份越高，煤尘爆炸性越强；反之亦然。

2、煤的灰份。灰份吸热起阻燃作用，当灰份超过30-40％时，才会显著减弱煤尘爆炸性。

3、煤的水分。吸热、阻燃作用。

4、煤尘粒度。粒度1mm以下的煤尘都参与爆炸，爆炸的主体煤尘是0.075mm以下的煤尘，但小于0.01mm后，爆炸性反而变弱，主要是过细的尘粒在空气中很快氧化成灰烬。

5、甲烷的影响。当空气中存在甲烷时，爆炸的下限浓度降低，

甲烷浓度越高煤尘爆炸下限浓度越低。

6、引爆热源温度。引爆热源温度越高，能量越大，越容易点燃煤尘，煤尘初始爆炸强度也越大；反之亦然。

7、空气中的氧气含量。空气中氧含量增加，煤尘点燃温度下降；氧含量降低，煤尘点燃温度升高；当氧气浓度低于18%时，单独的煤尘就不能爆炸。

（六）煤尘爆炸事故防治

1、防止煤尘沉积和飞扬的技术措施：煤层注水；湿式打眼；水炮泥；通风除尘；喷雾洒水；冲洗煤尘。

2、防止煤尘引燃的措施：

①严禁携带烟草和点火工具入井；井口房、瓦斯抽放站及通风机房附近20m内禁止烟火和用电炉取暖；井下禁止使用电炉，禁止打开矿灯；需进行焊接，应严格审批手续，并遵守《煤矿安全规程》的有关规定。

②在有煤尘爆炸的矿井中，必须使用安全炸药；不合格或变质的炸药不许使用；并遵守有关规定。

③井下使用的机械和电气设备，不许符合《规程》要求；电气设备的防爆性能处于完好状态，并经常坚持与维修。

④防止机械、摩擦、撞击火化产生。

第三节矿井防治水

矿井水灾是煤矿的主要灾害之一。在煤矿建设和生产过程中，往往会遇到程度不同的透水事故，轻则造成排水设备增多、费用增大、原煤成本提高、采区接替紧张，影响生产建设的发展；重则发生淹井事故、人员伤亡、国家受到经济损失。因此必须加强水文地质工作，掌握矿井水灾的水源分布和造成矿井水灾的原因，采取相应的防治措施，防止水患的发生。

` 1、矿井水源

矿井突水的主要水源有含水层水、地表水、老空积水、大气降水、断层水及岩溶陷落柱水等。

2、矿井水害发生原因及危害

3、井下防治水

可归纳为“查、探、放、排、堵、截”六个字。

4、矿井透水预兆

采掘工作面透水前一般都有预兆，井下工作人员熟悉这些预兆，对于及时采取对策，保证人员安全撤离有重要意义，透水预兆有：（1）巷道壁或煤壁挂汗；（2）煤层变冷；（3）淋水加大，顶板来压或底版鼓起并有渗水；（4）出现压力水线；（5）出现水流声；（6）工作面有害气体增加；（7）巷道壁或煤壁“挂红”酸度大，水味发涩和有臭鸡蛋味；（8）煤发潮发暗。