矿山自燃火灾的性能化防火设计方法
矿井防灭火设计
第五章矿井防灭火第一节概况一、煤的自燃倾向2煤层的自燃发火倾向，从大兴井田96―9号孔中取样化验结果：原煤着火点在345℃～385℃之间，其还原样和氧化样的着火点之差在20～35℃之间。
结论是煤样自燃倾向性等级为Ⅲ属不易自燃煤。
但是2002年7月1日，中国煤炭科学探讨总院抚顺分院通风防灭火试验室对本矿2煤层和3煤层的自燃倾向鉴定结果为：2煤层、3煤层的煤样自燃倾向等级均为二类自燃。
随着开采范围的扩大，若局部通风系统不合理，密闭没有刚好施工，也可造成煤层自燃发火。
如2002年11月副井以北300m处、-43m以上采空区发生自燃发火，造成重大经济损失应引起足够重视，今后应切实加强通风管理，保证矿井的平安生产。
从上面叙述，可以看出钻孔中取样和井下取样化验结果是有差别的，14上煤层、16煤层自燃发火倾向现阶段难以精确鉴定，只有在井下开拓中采样化验结果更为真实，而且依据有关规定，煤矿必需每年采样化验。
二、设计拟接受的防灭火措施本矿井扩大区主采煤层为薄煤层，设计实行了以预防为主，防治结合，针对难点，综合治理的方针。
主要措施有：开拓开采技术措施、通风平安技术措施、喷洒或压注阻化剂、束管监测等防治措施。
其次节开采煤层自燃预料和防治措施一、煤的自燃预料及分析1．煤的自燃预料（1）煤的炭化程度（变质程度）煤的炭化程度是煤的自燃倾向性的确定性因素，炭化程度越高，含氧游离基的含量越少，自燃的紧急性越小。
本井田煤的成因类型是腐植煤，为区域变质作用形成的Ⅰ～Ⅱ变质阶段的气煤。
据煤的炭化程度分析，本井田各煤层均具有自燃紧急性。
（2）煤的岩石学成分煤的岩石学成分有丝煤、暗煤、亮煤和镜煤，它们有不同的氧化性。
具有纤维构造而表面吸附实力很高的丝煤在常温下吸氧实力特别强，着火点低，可以起到“引火物”的作用。
所以含丝煤越多，自燃倾向越大。
相反，含暗煤多的煤，一般是不易自燃的。
据详查（最终）地质报告，各煤层的有机组分中，均以镜质组为主，丝炭含量较少。
煤矿防治采空区自燃发火设计方案及措施
我矿目前处于停工期间，无采面接续情况。
工作面和下列地段有煤层自燃发火的可能：1、二采区为自燃煤层，目前处于封闭状态，密闭封闭不严实，工作面就有可能发生自燃发火。
2、工作面为不易自燃煤层，目前处于封闭状态，采空区不存在自燃发火的可能。
现我矿主采 3 上煤层，自然等级Ⅱ级，属自然煤层，矿井采煤工作面采空区采用以喷洒阻化剂、黄泥灌浆、注凝胶等防灭火方法，以及束管监测预报系统、安全监测监控系统和人工检测的防灭火系统。
灌浆防灭火技术已在我国有自然发火危（wei）险的矿井中得到普遍应用，也取得了良好的效果。
灌入的泥浆能够吸热降温，对煤体有包裹作用，起到隔氧降温目的，同时能胶结顶板、降低采空区空隙率、增加漏风阻力。
1、灌浆防灭火特点灌浆就是将水和浆材按适当的比例混合，制成一定浓度的浆液，了较好的防灭火效果，由于综放工作面开采的 3 上煤层为自燃煤层，设计采用灌浆防灭火技术。
2、采用灌浆防灭火的合用条件煤层为自然煤层。
2、煤层采用仰斜开采的方法。
由于综放工作面煤层为自燃煤层，开采方式也是仰斜开采，故该方法合用于本矿。
但由于这种方法具有以下缺点： (1)浆体只流向地势低处，不能向高处堆积，对高位火作用有限； (2)不能均匀覆盖浮煤，容易形成“拉沟”现象； (3)易跑浆和溃浆，恶化工作环境，影响煤质。
故综放工作面在使用时应与其他防灭火方法配合使用。
灌浆防灭火方法主要注重于“灭”，即煤层浮现自燃发火征兆时而使用，若煤层无自燃发火征兆时，主要以喷洒阻化剂方法为主，但灌浆系统应每隔 7-10 天运行一次，以保证该系统的可靠性。
3、灌浆材料选择灌浆材料必须满足以下要求：1、不含可燃物或者助燃物；2、粒径直径小于 2mm，细小粒子(粒径直径小于 1mm)占 75%；3、主要物理性能指标：比重 2.4~2.8，塑性指数 9~14，胶体混合物 25~30%，含砂量 25~30%；4、易脱水，又具有一定的稳定性；5、具有能与较少的水混合成浆液的能力，运输时不阻塞管路或者泥浆池；6、便于开采、运输和制备，来源广，成本低。
矿山防火措施
矿山火灾的定义与特点
1
矿山火灾的危害
2
3
矿山火灾容易造成大量人员伤亡，特别是当火势封锁了矿井出口时，人员逃生困难，生命安全受到严重威胁。
人员伤亡
矿山火灾会烧毁矿井内的设备、物资和设施，造成严重的财产损失。
财产损失
矿山火灾产生的烟雾和有害气体对环境造成污染，破坏生态平衡。
环境破坏
03
易燃物质
矿山内存在大量的易燃物质，如煤炭、油料等，一旦发生泄漏或燃烧，容易引发火灾。
监测风流稳定性
合理设计通风网络，避免串联通风，以防止火灾蔓延。
避免串联通风
矿井通风系统
将泥浆灌入可能发生火灾的区域，以防止火灾的发生。
矿井防灭火系统
预防性灌浆灭火
在矿井重要区域设置消防器材，如灭火器、消防水带等，以便及时灭火。
设置消防器材
制定详细的应急预案，包括火灾发生时的应对措施、人员撤离路线等，以确保员工在火灾发生时能够迅速应对。
建立应急预案
安装水泵
在矿井内安装水泵，确保水源充足，同时要定期检查水泵是否正常运行。
设置消防水池
在矿井口附近设置消防水池，以便在火灾发生时迅速取水。
铺设水管
在矿井内铺设水管，确保水源能够迅速到达火灾现场。
矿井水灭火系统
03
矿山火灾应急措施
应急预案的制定与实施
制定依据
根据矿山实际情况，结合火灾危险源识别和风险评估结果，制定针对性的应急预案。
建立严格的火源管控规定，对火源使用和操作进行规范和管理。
制定应急预案，定期进行演练，确保在火灾发生时能够迅速响应并有效处置。
03
对火源使用区域进行巡查和监管，及时发现和处理火险隐患。
加强火源管控
性能化防火设计的方法与步骤
性能化防火设计的方法与步骤1. 引言随着科技的不断发展，人们对建筑物防火性能的要求越来越高。
性能化防火设计成为了建筑设计领域的重要内容。
本文将介绍性能化防火设计的方法与步骤，旨在提供指导和帮助。
2. 性能化防火设计的基本原则性能化防火设计的基本原则如下：•预防：预防火灾的发生是性能化防火设计的首要目标。
通过合理的建筑布局、材料选择和消防设施的设置等措施，最大限度地减少火灾发生的可能性。
•隔离：当火灾发生时，要将其限制在一定范围内，避免蔓延扩大。
通过设置防火隔墙、防火门等分隔防火区域的措施，确保火势得到有效控制。
•疏散：在火灾发生时，要确保建筑内人员能够迅速、有序地疏散到安全地带。
通过设置合理的疏散通道、疏散标识等设施，提高疏散效率和安全性。
3. 性能化防火设计的方法3.1 火灾风险评估在进行性能化防火设计之前，需要对建筑进行火灾风险评估。
通过分析建筑的功能、使用性质和人流量等因素，评估火灾发生的概率和对人员财产的危害程度。
评估结果将作为设计的依据。
3.2 材料选择针对不同建筑部位和功能要求，选择符合防火要求的材料。
例如，对于外墙面材料，应选择不燃或难燃材料，以减少火势蔓延的可能性。
对于内部装饰材料，应选择防火性能良好的材料，以避免火灾发生和蔓延。
3.3 建筑布局与分隔合理的建筑布局和分隔设计是性能化防火设计的关键。
通过将建筑分为多个防火分区，将火势限制在局部范围内。
同时，合理设置防火门、防火隔墙等设施，避免火灾蔓延。
3.4 消防设施布置合理布置消防设施是性能化防火设计不可或缺的一部分。
例如，设置自动喷水灭火系统、火灾报警系统和自动疏散系统等。
这些设施的设置应根据建筑的特点和火灾风险评估结果进行规划。
3.5 疏散通道与标识设置合理的疏散通道和疏散标识对于火灾疏散至关重要。
要保证疏散通道的宽度、长度和承载能力符合相关规定，并设置清晰明确的疏散标识，以指引人员迅速找到疏散通道。
3.6 定期维护和检查性能化防火设计并不是一劳永逸的，建筑物需要定期进行维护和检查，保证防火设施的正常运行和可靠性。
矿防治采空区自燃发火的设计方案及措施
矿防治采空区自燃发火的设计方案及措施矿山采空区自燃发火是矿山安全中的一大难题，它的出现不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会对矿山生态环境和周边居民造成严重污染和危害。
因此，为了有效预防和控制矿山采空区自燃发火，必须采取一系列科学的设计方案和措施。
一、设计方案1. 矿山采空区布置方案矿山采空区布置方案是防范采空区发生自燃事故的基础。
主要措施包括：（1）合理利用采空区。
将采空区设计为急需空间、压力均衡区和通风区，充分利用采空区的空间。
（2）采空区环境监测。
布设多个环境监测站点，实时监测采空区的温度、气体组成和压力等情况，及时发现问题并提供预警。
（3）采空区通风方案。
根据不同采矿方式和采空区空间特点，设计合理的通风方案，确保采空区内部温度均衡，氧气充足。
2. 矿山采空区自燃防控方案（1）沉降控制。
通过科学的放空采空区、充填采空区等方式控制采空区的沉降，减小采空区的变形，防止煤层微裂隙进一步扩大。
（2）控制采空区温度。
定期在采空区内搭设防火隔离帷幕，限制火源的蔓延，同时采用水冷、热泵等技术控制采空区的温度。
（3）积极监测气体爆炸危险。
对采空区内部的可燃气体进行定期监测，及时掌握情况，采取相应的安全措施。
（4）防火隔离帷幕。
在采空区内搭设防火隔离帷幕，严格控制人员进出采空区，并堵截可燃气体的传播。
二、采取的措施1. 采取精益化管理措施（1）定期组织安全大检查，检查各生产现场是否符合矿山安全标准。
（2）建立矿山安全防范制度，使得矿山各级单位都能有清晰的安全责任。
（3）通过安全教育和日常安全巡查来提高员工安全意识，建立“安全生产、预防为主”的思想。
2. 采取现代化技术手段（1）建立可靠的自燃预警系统。
利用现代化检测设备对采空区内部的温度、氧气浓度、甲烷气体、烟雾浓度等环境参数进行实时监测，发现自燃的隐患。
（2）应用三维数字化采空区建模技术，实现采空区的立体精准描述，为自燃防控提供科学依据。
3. 加强队伍建设（1）培训专业人员，提高自燃发火的专业防范知识。
矿井火灾及灭火方法
矿井火灾及灭火方法矿井火灾是指在矿井内突发的火灾事故，这种事故不仅给井下工作人员的生命财产安全造成严重威胁，还会导致矿井停产、经济损失等严重后果。
因此，有效的灭火方法对于遏制火灾蔓延、减少损失具有非常重要的意义。
本文将详细介绍矿井火灾的成因及常见的几种灭火方法。
一、矿井火灾的成因1. 自然原因：如雷击、地震、高温、高湿等自然灾害引起火灾。
2. 人为原因：主要包括电气设备故障、燃烧性气体泄漏、机械设备摩擦引火、违章操作等。
3. 煤炭自燃：煤炭具有自燃性，发生自燃的主要原因是煤中含有的一些易燃有机质在长期受潮、变质的条件下发生氧化反应，进一步引发自燃。
二、矿井火灾的几种灭火方法1. 定向喷水灭火法这是最常见的一种灭火方法，通过喷洒大量的水来降低火源温度并将火势控制在一定范围内。
在矿井火灾中，采用定向喷水可有效降低火源温度并阻止火势蔓延。
2. 防火帷幕灭火法防火帷幕是一种专用的灭火设备，可以有效地控制火源的扩散，将矿井划分成多个隔离区域，防止火势蔓延。
在矿井火灾中，通过布置防火帷幕可以迅速分割火点，并进行针对性灭火。
3. 干粉灭火法干粉灭火是利用干粉状灭火剂将火源直接覆盖，从而剥夺火源的氧气供应以达到灭火目的。
干粉灭火具有速效、灭火范围广等优点，在矿井火灾中常被广泛采用。
4. 泡沫灭火法泡沫灭火是利用泡沫发生器产生的泡沫覆盖火源，从而隔绝氧气进一步燃烧。
泡沫具有很好的抑制燃烧和隔绝热量传递的特性，因此在矿井火灾中使用泡沫灭火可以迅速控制和扑灭火源。
5. 化学灭火法化学灭火法是利用特殊的灭火剂对火源进行化学作用，抑制火焰的燃烧。
在矿井火灾中，利用化学灭火剂可以在短时间内迅速扑灭火焰，并阻止火势的进一步蔓延。
以上仅是矿井火灾灭火方法的几种常见方法，具体的灭火操作需要根据矿井火灾的具体情况和不同的传热途径来选择合适的灭火方式。
三、矿井火灾的灭火预案为了应对矿井火灾事故，矿山企业应制定科学的灭火预案，确保在火灾发生时能够迅速有效地进行灭火救援。
矿山自燃火灾的性能化防火设计方法
矿山自燃火灾的性能化防火设计方法矿山火灾是矿井重大灾害之一。
井下一旦发生火灾，对井下人员的生命安全、矿井设备、矿产资源以及地表环境都会产生很大的危害。
多年来，通过科研人员和现场技术人员的共同努力，摸索总结出了很多卓有成效的矿山防火设计方法和设计规程。
但由于各个矿山的开采条件、通风系统、生产装备差异很大，难以适用统一的标准。
因此，要做好矿山防火工作，必须要有突出个性化特点的设计，火灾性能化设计方法的产生与发展为这种思路提供了实现的依据。
性能化防火设计是未来消肪设计的发展方向，也是消防安全工程技术发展的必然趋势和结果。
目前，已有学者研究性能化方法在矿山火灾防治中的应用，文献[2]中给出了矿山防火性能化设计的定义，并说明了矿山防火性能化设计可以达到的效果。
但性能化的设计方法在矿山火灾防治领域中涉及较少，在矿山防火中的应用研究还处于摸索阶段。
笔者根据矿山内因火灾的特点，结合我国矿山多年来对自然发火区防火所取得的经验，探讨丁基于性能化防火设计的思想和方法在矿山自燃火灾防治设计中的应用。
1矿山火灾的特点1)矿内火灾是在有限空间的井巷中发生的，火焰及有毒气体随巷道内空气流动向各处蔓延，尤其是CO不易扩散冲淡。
2)井下空间狭窄，灭火困难，不便采用大型强力灭火器灭火。
3)矿内空间小，氧气不充沛，煤或者硫化矿自燃时，产生的有毒气体，特别是CO，SO2的含量极高，易致人死亡。
4)内因火灾征兆不明显，开始仅以井下空气的温度和湿度缓慢增加而显现，从自热到自燃的过程较长，尤其在矿柱或采空区的自燃，难于及时发现。
正是由于矿山火灾的以上特点，更需要在防火设计过程中寻求适合矿山火灾防治的技术和方法。
2性能化防火设计方法2.1基本概念和优点性能化防火设计方法的概念首先在建筑领域中提出。
它的主要特点是在防火设计时仅提出消防安全所需要的性能要求或指标，而不明确规定设计人员采用某些特定的解决方法。
如何达到这一指标要求，采取什么样的工程措施完全由设计人员确定，但是设计人员最终要向审核人员证明其所选择的解决方法是安全可靠的，所采用的设计计算方法是得到公认的，审核人员也要利用相应的评估工具检验设计方案是否达到安全目标，其设计步骤如图1所示。
矿山火灾防治的性能化设计方法
。它是
矿山的主要灾害之一。在高等学府、 科研院所和现 场工程技术人员的共同努力下， 我国矿山火灾防治
［ 1 W <］ 。 工作取得了长足进步
尽管 如 此， 我国矿山火灾重大事故时有发
［ =、 @］ 。由于各个矿山的开采条件、 通风系统、 生产 生 矿山防火灭火工作， 必须有鲜明的、 个性化特点的设 计。火灾性能化设计方法的产生与发展为这种思路 提供了实现的依据。 : 0 性能化设计的由来及其要素 性能化设计的概念是从建筑防火领域率先提出
万方数据
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总第 !<8 期6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 金6 6 属6 6 矿6 6 山6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 588< 年第 "8 期 系统目标。这个目标可进一步细化为 ! 个子目标。 首先是社会性目标， 即希望建筑物能够满足社会安 全所需要达到的基本目标； 其次是功能性目标， 即实 现社会性目标而在建筑功能设计中所采用的技术方 法； 第三是性能要求， 即为了实现社会性目标和功能 性目标所必须达到的具体的性能标准。 以 "##$ 年 出 台 的 性 能 规 范 %&’()’*+ ,-). -/ 0&1234(’4（ %,0， 澳大利亚建筑规范） 中有关烟气危 险防范的规定为例， 其社会性目标为 “ 使人们得知 火的发 生， 安 全 疏 散 并 保 证 疏 散 过 程 中 的 安 全” 。 功能性目标为 “ 建筑物内应采取安全措施以便使人 们能够得知火的发生并疏散， 建筑物内所有疏散通 道在疏散期间应保证安全” 。为了实现功能性目标 对报警设施和温度、 可视度、 毒气水平提出的定性要 求以及确定疏散时间所应依据的定性因素等就是性 能要求。 （ 5 ）技术指南。技术指南是性能化设计的重要 参考书籍。指南中应包括相关领域的科研及技术成 果， 广泛认可的设计或计算方法， 各系统性能参数的 取值范围等。 （ ! ）评估模型与方法。通过科学实验、 数学计 算和概率分析， 建立评估模型， 用来对设计方案在建 筑火灾中的实际应用效果进行定量测算和模拟， 判 断其是否能实现既定的性能目标。 ! 6 矿山火灾的性能化设计 57 "6 矿山防火性能化设计的定义 同样， 矿山火灾消防设计中存在不少硬性的规 定 （ 处方） ， 如： 《 煤矿安全规程》 （ 588" 版） 第 5"9 条 规定： “ 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 "88 : 设置支管和 阀门， 但在带式输送机巷道中应每隔 ;8 : 设置支管 和阀门。地面的消防水池必须经常保持不少于 588 :! 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。……” 等 等。 类似的条例还很多。按照这些规定， 设计出的方案 并不能代表最佳设计方案。并且， 矿山是机械通风 作用下的网络， 通风网络结构的不合理常常是造成 事故源泉， 在灾变时期由于风网结构的不合理还容 易造成风 （ 烟） 流的紊乱， 从而使受灾范围和程度进 一步扩大。由于受地质条件、 开采条件和其它因素 的制约， 各个矿山的网络结构、 通风方式各不相同， 如何针对各自矿山的网络特点灵活地设计出最佳的 防火方案， 做好事先的预防工作和救灾应急计划， 这
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矿山自燃火灾的性能化防火设计方法
矿山火灾是矿井重大灾害之一。
井下一旦发生火灾，对井下人员的生命安全、矿井设备、矿产资源以及地表环境都会产生很大的危害。
多年来，通过科研人员和现场技术人员的共同努力，摸索总结出了很多卓有成效的矿山防火设计方法和设计规程。
但由于各个矿山的开采条件、通风系统、生产装备差异很大，难以适用统一的标准。
因此，要做好矿山防火工作，必须要有突出个性化特点的设计，火灾性能化设计方法的产生与发展为这种思路提供了实现的依据。
性能化防火设计是未来消肪设计的发展方向，也是消防安全工程技术发展的必然趋势和结果。
目前，已有学者研究性能化方法在矿山火灾防治中的应用，文献[2] 中给出了矿山防火性能化设计的定义，并说明了矿
山防火性能化设计可以达到的效果。
但性能化的设计方法在矿山火灾防治领域中涉及较少，在矿山防火中的应用研究还处于摸索阶段。
笔者根据矿山内因火灾的特点，结合我国矿山多年来对自然发火区防火所取得的经验，探讨丁基于性能化防火设计的思想和方法在矿山自燃火灾防治设计中的应用。
1 矿山火灾的特点
1）矿内火灾是在有限空间的井巷中发生的，火焰及有毒气体随巷道内空气流动向各处蔓延，尤其是CO 不易扩散冲淡。
2）井下空间狭窄，灭火困难，不便采用大型强力灭火器灭火。
3）矿内空间小，氧气不充沛，煤或者硫化矿自燃时，产生的有毒气体，特别是CO，SO2 的含量极高，易
致人死亡。
4）内因火灾征兆不明显，开始仅以井下空气的温度和湿度缓慢增加而显现，从自热到自燃的过程较长，尤其在矿柱或采空区的自燃，难于及时发现。
正是由于矿山火灾的以上特点，更需要在防火设计过程中寻求适合矿山火灾防治的技术和方法。
2 性能化防火设计方法
2.1 基本概念和优点
性能化防火设计方法的概念首先在建筑领域中提出。
它的主要特点是在防火设计时仅提出消防安全所需要的性能要求或指标，而不明确规定设计人员采用某些特定的解决方法。
如何达到这一指标要求，采取什么样的工程措施完全由设计人员确定，但是设计人员最终要向审核人员证明其所选择的解决方法是安全可靠的，所采用的设计计算方法是得到公认的，审核人员也要利用相应的评估工具检验设计方案是否达到安全目标，其设计步骤如图1 所示。
图1 性能化设计方法的流程图
与传统的处方式”规范相比，性能化防火设计具有三大特点：安全目标的确定性、设计方法的灵活性和评估验证的必要性。
性能化设计方法更为科学合理，具有更大的灵活性，有助于发挥设计人员的才华和创造性。