煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤层自然发火预测预报技术-第三讲
气煤 124 121-142
肥煤 127 136-147
焦煤 148 156-160
瘦煤 150 151-157
贫煤 150 150-168
无烟煤 148 150-162
3. 气体分析
3.3 烯烃及烯烷比标志气体
烯烷比（C2H4/C2H6）
随着煤温的升高，比值逐
C 2 H 4 /C 2 H 6
煤层自然发火预测预报技术
第三讲：矿井火灾预测预报技术
自然发火早期预测预报技术 主要内容 外因火灾监测与预警技术 火灾监测、预测预报技术装备
一．自然发火预测预报技术
1. 煤自然发火早期征兆
a. 温度升高。通常表现为：煤壁温度升高、自燃区域的出水温度升高 和回风流温度升高，这是由于煤氧化自燃进入自热阶段放热所致； b. 湿度增加。通常表现为煤壁“出汗”、支架上出现水珠等，这是因 为煤在自燃氧化过程中生成和蒸发出一些水分，遇温度较低的空气 或介质重新凝结形成水珠或雾气； c. 出现煤焦油味。火源中心点的水分蒸发殆尽后，由于供氧不足而进 入干馏阶段，释放出具有煤焦油味的气体所致； d. 人体感到不适或出现某些病理现象。自然发火过程中释放出大量的 CO、SO2、H2S等有害气体，人们吸入后往往感到头痛、疲乏、昏 昏欲睡、四肢无力等病理现象； e. 出现烟雾或明火。自然发火发展到一定程度时，会出现烟雾或明火， 此时处理措施一定要谨慎、得当，以免引燃引爆瓦斯，造成非常严 重的后果
自然发火预测预报带来了很大的困难；
CO发生量与煤温之间的变化关系不明显，特别是在现场复杂生产条件下，CO会 出现时有时无的情况，难以确定煤氧化自燃的发展阶段，使预测预报的精度和准 确率较低，甚至出现漏报； 从CO的检测来看，对其分析仪器的性能要求较高，特别是微量检测时分析误差的 影响比其它指标的要大。 从另一角度来看，CO检测手段较多，如便携仪、传感器、检知管以及色谱分析仪 等，这也是CO长期作为煤自燃发火预测预报常用指标的主要原因之一。
火灾预警技术提前发现火势
火灾预警技术提前发现火势火灾是一种常见而严重的灾害，经常给人们的生命和财产带来严重的威胁。
为了及时发现火灾并采取措施进行灭火，火灾预警技术应运而生。
火灾预警技术通过使用各种先进的传感器和监测设备，能够在火灾发生之前提前发现火势，从而提供更多的时间来采取救援措施，减少火灾带来的损失。
本文将介绍一些常见的火灾预警技术，以及它们在火灾风险管理中的应用。
一、烟雾探测器烟雾探测器是现代火灾预警系统中最常见的设备之一。
它们使用光学、离子或热传感器来检测空气中的烟雾，并在检测到烟雾时触发警报。
这种技术的主要原理是火灾燃烧产生的烟雾颗粒会干扰传感器的工作，进而产生警报信号。
烟雾探测器广泛应用于各种场所，如住宅、办公楼、商场等，其有效地提高了对火灾的预警能力。
二、温度监测系统温度监测系统是另一种常见的火灾预警技术。
它通过使用温度传感器来监测空气或物体的温度变化，当温度超过设定的阈值时，系统会自动发出警报。
温度监测系统可以检测到火灾的早期迹象，如局部温度的异常升高。
这种技术适用于监测高温设备和易燃物贮存区域等特定场所，能够有效地防止火灾事故的发生。
三、气体探测器气体探测器主要用于检测可燃气体或有毒气体的浓度变化。
火灾经常会释放一些有毒的气体，如一氧化碳等，这些气体对人体有害且具有爆炸性。
气体探测器能够在气体浓度超过安全标准时发出警报，提醒人们迅速撤离，并采取适当的灭火措施。
气体探测器的广泛应用极大地提高了火灾预警系统的准确性和可靠性。
四、视频监控系统视频监控系统结合了图像和视频分析技术，能够实时监测火灾发生地的情况。
该系统使用高性能的摄像头和图像处理软件，可以检测异常温度、火焰、烟雾等火灾迹象，并生成警报信号。
视频监控系统不仅能提前发现火灾，还可以对火灾现场进行实时监控和录像，为后续的事故调查提供重要的证据。
总之，火灾预警技术的发展为人们提供了更多的保护措施和时间，在火灾发生之前及时采取行动。
然而，仅仅依靠火灾预警技术是不够的，人们还要充分了解火灾预防知识，遵守相关规定和标准，加强火灾应急演练，才能真正提高火灾预警和灾害管理的能力。
安全管理之煤层自燃发火预测预报及预防措施
04
煤层自燃发火应急处理措施
发现自燃发火征兆时的应急处理措施
01
发现征兆立即向调度室报告，并启动应急预案。
02
组织人员对自燃发火区域进行封闭，防止火势蔓延。
对自燃发火区域进行降温处理，防止温度升高加速煤层氧化。
03
自燃发火发生时的应急处理措施
01 立即向调度室报告，请求支援，并启动应急预案 。
安全管理之煤层自燃发火预 测预报及预防措施
汇报人： 日期:
目录
• 煤层自燃发火基础知识 • 煤层自燃发火预测预报技术 • 煤层自燃发火预防措施 • 煤层自燃发火应急处理措施 • 安全管理与培训
01
煤层自燃发火基础知识
煤层自燃发火的定义与特点
定义
煤层自燃发火是指煤在常温下与 空气中的氧气发生氧化反应，释 放热量，当热量聚集到一定程度 时，引发煤层燃烧的现象。
合理布置通风设施，定期检查 和维护通风机、风门、风窗等 设施，确保通风效果良好。
监测矿井内的空气成分，特别 是氧气和一氧化碳的浓度，及 时发现并处理异常情况。
注浆防灭火技术
1
注浆防灭火技术是通过向煤层注入无机或有机材 料，提高煤的强度和阻燃性，从而达到预防煤层 自燃发火的目的。
2
选择合适的注浆材料，如黄土、粉煤灰等，根据 煤层自燃发火的性质和规模确定注浆量和注浆方 式。
定期组织安全教育培训活动，提高员工的安全意 识和技能水平。
制定安全操作规程和作业指导书，确保员工熟悉 并掌握安全操作要求。
建立安全考核机制，对员工的安全意识和操作技 能进行评估和考核。
定期进行安全检查与评估
01
制定安全检查计划，定期对生产现场、设备设施、 作业环境等进行检查。
安全管理之煤层自燃发火预测预报及预防措施
02
CATALOGUE
煤层自燃发火预测技术
基于温度监测的预测技术
温度监测原理
通过布置在煤层中的温度传感器 ，实时监测煤层的温度变化，从
而判断自燃发火的可能性。
监测方法
通常采用红外测温、光纤测温等技 术手段，对煤层温度进行非接触式 、高精度测量。
优点
直观反映煤层自燃过程中的温度变 化，对于初期自燃现象较为敏感。
认识和技能水平。
加大科研投入
03
加大对煤层自燃发Βιβλιοθήκη 相关科研工作的投入，鼓励企业和科研机
构开展联合攻关，推动技术创新和成果转化。
THANKS
感谢观看
阻化剂防火措施
总结词
阻化剂防火是另一种常用的预防煤层自燃发火的方法。
详细描述
阻化剂是一种能够阻止或延缓煤自燃的化学剂，通过喷洒或注入阻化剂，可以在煤体表面形成一层保护膜，隔绝 氧气，防止煤的自燃。常用的阻化剂有氯化钙、氯化镁、氢氧化钙等，选用阻化剂时应考虑其阻化效果、经济性 和环保性等因素。
通风管理措施
实现方法
利用大数据、人工智能等技术手段，对多源监测数据进行融合处理 ，提高预测准确性。
优点
综合考虑多个影响因素，降低误报率和漏报率，提高预测精度和可 靠性。
03
CATALOGUE
煤层自燃发火预防措施
煤层注水降温措施
总结词
注水降温是预防煤层自燃发火的有效手段。
详细描述
通过向煤层注水，可以降低煤层的温度，增加煤体的湿度，减少煤体内部的裂隙 和孔隙，进而减少氧气的渗入和煤体自燃的可能性。注水方式可采用静压注水、 动压注水等，注水参数应根据具体情况进行优化设计。
基于气体分析的预测技术
气体分析原理
煤矿火灾应急预警预案
一、预案概述为保障煤矿安全生产，有效预防和控制火灾事故，最大限度地减少人员伤亡和财产损失，特制定本预案。
本预案适用于本矿范围内发生的火灾事故，包括外因火灾和内因火灾。
二、组织机构及职责1. 应急指挥部- 指挥长：矿长- 副指挥长：分管安全副矿长、生产副矿长- 成员：各科室负责人、班组长应急指挥部负责火灾事故的统一指挥和协调，制定应急救援方案，组织实施救援工作。
2. 应急救援小组- 组长：应急指挥部副指挥长- 副组长：安全科科长、生产科科长- 成员：消防队、救护队、医疗救护组、通讯联络组、物资保障组、警戒保卫组各小组按照职责分工，具体负责火灾事故的应急救援工作。
三、预警与报告1. 预警信息- 井下环境监测系统实时监测温度、氧气浓度、有害气体浓度等参数，一旦超过预警值，立即启动预警程序。
- 工作人员发现火灾隐患或火灾迹象时，立即报告应急指挥部。
2. 报告程序- 工作人员发现火灾隐患或火灾迹象时，立即报告当班班长。
- 班长立即向应急指挥部报告，并启动应急预案。
- 应急指挥部接到报告后，立即向矿长报告，并启动应急救援程序。
四、应急处置1. 初期处置- 发现火灾时，立即组织人员进行灭火，使用灭火器、消防水、砂土等进行灭火。
- 组织人员沿避灾路线撤离，确保人员安全。
2. 应急救援- 救援小组按照应急预案要求，迅速开展救援工作。
- 消防队负责火灾扑救，救护队负责人员搜救和伤员救治。
- 医疗救护组负责伤员救治，通讯联络组负责信息传递，物资保障组负责物资供应，警戒保卫组负责现场警戒。
3. 灾后处理- 火灾扑灭后，对事故原因进行调查分析，查明事故原因和责任。
- 对受灾区域进行清理，恢复生产。
- 对事故责任人进行处理，追究相关责任。
五、预防措施1. 加强安全教育培训，提高员工安全意识和应急处置能力。
2. 定期开展安全检查，及时发现和消除火灾隐患。
3. 加强消防设施设备的管理和维护，确保其完好有效。
4. 制定火灾应急预案，并定期组织演练。
煤矿事故预警与风险控制技术
煤矿事故预警与风险控制技术煤矿是我国的重要能源产业，但由于特殊的工作环境和高风险性质，煤矿事故频发，严重威胁着人们的生命财产安全。
因此，煤矿事故的预警与风险控制技术显得尤为重要。
本文将围绕煤矿事故预警与风险控制技术展开讨论，介绍当前的技术应用和发展趋势，旨在提高煤矿安全生产水平，减少煤矿事故风险。
一、煤矿事故预警技术煤矿事故预警技术是通过监测和检测煤矿工作环境、设备运行状态以及矿工本身的生理指标等信息，实时分析和识别潜在事故的危险信号，并通过预警系统及时传递预警信息，提醒人员采取相应的应急措施。
目前，主要的煤矿事故预警技术包括以下几类：1. 煤矿气体监测预警技术煤矿中常见的有害气体如甲烷、一氧化碳等，它们的超标浓度是煤矿事故发生的主要原因之一。
因此，通过利用气体传感器、监测仪器等设备对煤矿中的气体进行实时监测，并建立科学可靠的气体预警模型，可以有效预警煤矿事故的发生。
2. 煤矿地质构造监测预警技术煤矿地质构造的不稳定性是导致矿山地面塌陷、顶板冒落等事故的主要原因。
通过地质雷达、地震仪等设备对矿山地质环境进行监测和分析，及时发现地质异常情况，预警地质灾害的发生。
3. 煤矿人员生理指标监测预警技术矿工的疲劳、精神状态、心率等生理指标的异常变化，往往是煤矿事故发生的前兆。
通过佩戴身体感应装置、心率监测仪等设备对矿工的生理指标进行实时监测，结合预先设定的预警模型，可以及时预警个体的事故风险，并采取相应的措施进行干预。
二、煤矿事故风险控制技术煤矿事故风险控制技术是为了控制和降低事故发生的可能性，以及减少事故发生时对人员和设备的伤害程度。
下面介绍几种常见的煤矿事故风险控制技术：1. 安全监控系统安全监控系统通过布设视频监控设备、报警器、图像识别等设备，对煤矿现场进行全方位实时监控，及时发现和处置潜在的安全隐患，有效提高矿井的安全性能。
2. 自动化技术煤矿自动化技术的应用可以减少人力参与，降低事故风险。
例如，采用无人驾驶工具取代人工操作的运输车辆，可以避免矿工在地下运输过程中发生的人车事故。
内因火灾发火前的征兆
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟内因火灾发火前的征兆能尽早而又准确地识别矿井内因火灾的初期征兆，对于防止火灾的发生和及时扑灭火灾都具有极其重要的意义。
井下初期内因火灾可以从以下几方面进行识别。
一、火灾孕育期的外部征兆火灾孕育期的外部征兆是指人的感觉器官能直接感受到的征兆，属于此类的有：矿物氧化时生成的水分会增加空气的湿度，在巷道内能看到有雾气或巷道壁“出汗”，这是火灾孕育期最早的外部征兆，但并不是惟一可靠的；在硫化矿井中，当硫化矿物氧化时出现SO2 强烈的刺激性臭味，这种臭味标志着矿内火灾将要发生，是较可靠的征兆；人体器官对于不正常的大气会有不舒服的感觉，如头痛、闷热、裸露皮肤微疼、精神感到过度兴奋或疲乏等，但这种感觉不能看作是火灾孕育期的可靠征兆；井下温度增高。
上述火灾外部征兆的出现已是矿物或岩石在氧化自热过程相当发达的阶段，因此，为了鉴别自燃火灾的最早阶段，尚需利用适当的仪器进行测定分析。
二、矿内空气成分矿内空气分析法是目前矿山中应用最广而且也是比较可靠的方法。
该法的实质是在有自燃危险的地区内，经常系统地采取空气试样进行分析，以观测矿内空气成分的变化。
根据分析结果，便可以确定自燃过程的开始及其发展动态。
在金属矿井中，除了CO 外，当矿内大气中经常出现SO2 且逐渐增高时，才可作为鉴别火灾发生的必然征兆。
但是SO2 容易溶解于水，硫化矿在氧化自热的初期阶段它在空气中的含量微小，不易为人们的嗅觉所觉察，必须依靠气体分析法才能鉴别出来。
应当注意，在很多情况下偶然遇到的孤立现象并不能作为判断火灾有无的可靠征兆。
唯有在矿井巷道的空气中CO、CO2、SO2 及H2S 等气体的浓度稳定上升且该区内温度出现逐渐增高等现象时，才能够被认为是内因火灾较可靠的初期征兆。
三、矿内空气和矿岩温度为了准确掌握自燃发展的动态与火源位置，最好将气体分析法与测温法。
煤矿五大自然灾害的征兆及预防措施
井下透水征兆：
1.煤壁或者巷道壁变湿、“挂红”、“挂汗；”
2.巷道空气变冷；
3.煤层发潮、发暗；
4.巷道产生雾气；
5.顶板来压、淋水加大或者底板鼓起有渗水；
6.有“咝咝”的水叫声；
7.有时有臭鸡蛋味道；
8.煤壁溃水、水色发浑。
上述征兆，并不是每一个工作面透水前都一定全部出现，有时可能发现一两个。一旦发现有透水征兆，必须停止作业，采取措施，并报告矿调度室。
在井下采掘过程中，煤与岩石常常一瞬间被从煤体中抛出，并喷出大量瓦斯，这种现象叫煤与瓦斯突出，简称为"突出"。煤与瓦斯突出事故不仅会造成采掘工作面和通风系统的破坏，同时大量煤与瓦斯以极快的速度喷出，还可能会充塞巷道，造成人员窒息和瓦斯爆炸、燃烧及煤（岩）埋人事故。
煤与瓦斯突出前，一般都有预兆，没有预兆的突出极少。突出预兆可分为有声预兆和无声预兆。
2.掉渣。顶板严重破裂时，折梁断柱就要增加，随着就会出现顶板掉渣的现象。掉渣越多，说明顶板压力越大。在人工顶板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，这是发生冒顶的危险信号。
3.片帮。冒顶前煤壁所受压力增加，变的松软，片帮煤比平时多。
4.裂隙。顶板的裂隙，一种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。若裂隙加深加宽，说明顶板继续恶化。
（2）防爆措施。消除井下引爆火源，井下引爆火源主要有：放炮产生的火源、电器火花、摩擦火花、瓦斯爆炸和煤炭自燃等。
（3）隔爆措施。为了限制煤尘爆炸范围扩大，避免煤尘、瓦斯连续爆炸，防止灾情蔓延，按照《煤矿安全规程》要求在矿井两翼、相邻采区、相邻煤层或者工作面之间，必须用岩粉棚或者水棚隔开。
第五大自然灾害----瓦斯
2.大面积顶板事故的防治措施。根据直接顶和基本顶的运动形态不同采取不同的措施。对直接顶推垮型事故应做好顶板情况的预测预报工作 ，加强日常顶板控制，正确进行支护控制设计，合理选择厚煤层下分层开切眼位置。对直接顶运动引起的压垮型事故应正确进行控制设计，当直接顶在采区内的悬顶较大时应进行必要的人工处理，支架选型要合理，在最末排要增设抬棚等特种支护措施等。对基本顶运动引起的压垮型事故，在控制设计时应按照“给定变形”方针进行，选用可索支柱，确定合理的控顶距。对基本顶运动引起的砸垮型事故，首先要加强对顶板来压的预测预报，其次采取正确的支护方法，选择合理的支架形式，提高支护密度，避免直接顶和基本顶离层。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
煤炭自然发火标志气体及其指标
格雷哈姆系数 格雷哈姆系数由煤氧化过程中CO、CO2浓度的增加量和O2浓度的 减少量计算得到。
一般以R2作为主要指标，以R1作为辅助指标，R3则主要用于风流 状态变化很大的情况。正常情况下， R2值小于0.5%，若R2值持续 上升并超过0.5%的话，即表明该矿井中有自热现象发生；超过1%
北纬35度
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤氧化自燃过程
准备期：重量略有增加，着火温 度降低，化学活泼性增强。
自热期：氧化速度增加，不稳定的氧 化物分解成H2O、CO2和CO，煤体温度 持续升高。当煤温超过自热的临界值（ 60℃～80℃）时，煤温急剧上升，氧化 进程加快，开始出现煤的干馏，生成 CmHn、H2及CO气体。
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
常规预警方法技术
测定矿内空气及围岩温度的变化
➢测温法是通过测量温度变化来表征煤自燃进程。通过在特定区域安
设温度探测装置来监测煤自然发火程度。
➢测温法可分为两类：一类是用检测到的温度值进行预报或报警；另
一类是通过监测点温度变化率预报。
➢可用于温度探测的主要有热电偶、测温电阻、半导体测温元件、集
成温度传感器、热敏足有：
✓K型热电偶精度低，长距离有线数据采集结果滞后或失真；
✓监测点数量有限，存在监测盲区；
✓劳动强度大，线路敷设困难；
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
常规预警方法技术
测定矿内气体成分的变化
➢气体分析法根据煤自然发火过程中产生的气体种类、浓度及变化率来预 测和确定煤自然发火发展进程和趋势。其预警指标可分为两类：一类是利 用某些标志气体的浓度直接进行预测预报，另一类是利用某些气体浓度变 化率或浓度比值来进行预测，如链烷比、格哈雷姆系数等。
1、不容易发现 与察觉； 2、井下狭窄不 易扑救； 3、产生大量的 有害气体； 4、持续时间长
1、容易发现与 察觉； 2、地面宽广易 扑救； 3、产生的有害 气体少； 4、持续时间短
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤炭的主体地位
✓ 煤炭是我国的主要能源和重要的工业 原料。
✓ 国家《能源中长期发展规划纲要 (2004-2020年)》中明确指出“坚持 以煤炭为主体、电力为中心、油气和 新能源全面发展”的能源战略。
►仅2011年，43起较大瓦斯事故因火灾 引起的有22起。从瓦斯爆炸火源看， 电气火花10起，放炮7起，煤炭自燃2 起，工人吸烟2起，金属撞击1起。
按引火源分类
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤矿灾害事故依然多发
2012年7月1日，窑街煤电集团有限公司海石湾煤矿6112油页岩综采工 作面出现间歇性喷火，7月9日工作面下端出现明火，由于火势发展迅 猛，被迫封闭全矿，7月11日井下油气燃爆，出现较大冲击波，将风井 防爆门破坏，迫使主扇停止运转，全矿井停产。
煤矿火灾前兆信息及预 警新技术[1]
2020/11/21
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
一、煤矿火灾概念及分类 二、煤矿火灾现状分析 三、煤矿火灾前兆信息 四、煤矿火灾预警新技术 五、结论
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤矿火灾概念
煤矿火灾是指发生在煤矿井下或地面井口附近、威胁矿井安全生产、 形成灾害的一切非控制燃烧。火灾是煤矿五大主要灾害之一，每一场 火灾的发生，轻则影响生产，重则可能烧毁煤炭资源和矿井设备，更 为严重则可能引燃瓦斯煤尘爆炸，酿成人员伤亡的重大恶性事故。
2009年8月18日，云南尚岗煤矿自燃引起巷道垮塌，造成10人死亡。 2010年6月21日，河南兴东二矿井下火药自燃爆炸，造成46人遇难。 2011年7月6日，山东防备煤矿井下空气压缩机自燃着火，进而引燃 坑木和煤炭，形成大面积的火区，导致28人死亡。
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤矿灾害事故依然多发
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
常规预警方法技术
气相色谱法是目前气体分析方法中最精确、最可靠的分析仪器之一 。 “八五”期间矿井火灾多参数色谱仪研制成功，实现了煤矿全组 分气体定性定量分析。与束管监测技术融合后，实现了对煤矿火灾 早期预警，在一定程度上促进了我国煤矿自然发火监测和预警技术 的成熟和完善。
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤炭自然发火标志气体及其指标
炔烃 炔烃仅指C2H2，它是煤氧化进入激烈燃烧阶段的产物，是所有自燃氧 化气体中最晚出现的气体，并出现的临界温度值较高。根据实际应用 经验，一旦矿井井下检测到C2H2，则表明在监测区域内存在进入燃烧 阶段的明火，此时采取灭火措施一定要谨慎，避免直接将火源暴露于 空气中，以防引发瓦斯煤尘爆炸。
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤炭主产区受火灾影响严重
煤炭主产区位于北纬35°以北的北 方地区，其储量占全国储量80%以 上，年产量占全国60%~70%。 这些地区大部分属温带大陆性气 候，昼夜温差大，夏季炎热，冬季 寒冷，干旱少雨。 区内煤系主要有石炭二叠纪、侏 罗纪、第三纪及少量三叠纪。 侏罗纪煤层一般为特厚煤层，厚 度在8m~120m之间，变质程度较低 ，以长焰煤、气煤为主，侏罗纪煤 田特厚煤层普遍自然发火。
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤炭自然发火标志气体及其指标
烯烃及烯烷比
在煤吸附的气体中没有烯烃气体，井下检测到的烯烃气体是煤氧化 分解过程中产生的，因此，烯烃气体的出现表征煤的氧化已经进入 释放氧化气体阶段。也就是说，只要检测到烯烃气体，则表明煤温 已达到或超过其临界温度。由于C2H4和C3H6不是同一温度下出现的， 因此可以根据它们出现与否判断煤温的大致范围。
R2/% 0
0-0.45
0.46-4
煤矿火4灾.1前-兆9信息及预警>新9技术[1]
煤炭自然发火标志气体及其指标
链烷比 ➢煤氧化时会释放CH4、C2H6、C3H8、C4H10等烷烃气体，可通过各烷 烃气体浓度比值对煤自燃的发展阶段进行判断，称这些比值为链烷比。 ➢链烷比主要有两类：C2H6/CH4、C3H8/CH4、C4H10/CH4；C3H8/C2H6 、C4H10/C2H6 。 链烷比受煤本身吸附的烷烃量不同和吸附烷烃的释放时间的影响，对采 掘工作面新破碎、剥落的区域预报有一定难度，但对发生在采空区内的 高温点，由于遗煤破碎强烈，吸附气体又经历了较长释放时间，采用链 烷比预报自然发火能取得较好的效果。
燃烧期：若煤温上升到着火点温度， 则煤持续燃烧；若煤温不能上升到Tc或 上升到这一温度后由于外界条件的变化 又降低了下来，则会进入风化状态。
温 度
Tb 着火点温度
Tc＝70℃ 临界温度 T0 0
准备期
冷却 自热期
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
燃 烧
风化 时间
煤炭自然发火标志气体及其指标
CO单一指标 ➢CO煤自燃预测预报方面起到了积极的作用，但是CO的检测温度 范围较宽，从常温一直到进入激烈氧化阶段都能够检测到CO，对 煤自然发火发展到的阶段较难给出准确地判断。
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
按引火热源的不同
煤矿火灾
按发火地点的不同
内因火灾
外因火灾
可燃物（煤炭） 外部热源引燃 自身氧化自燃 可燃物
井下火灾
矿山井下的火 灾，包括井口 火灾
地面火灾
矿山地面的火 灾
1、有预兆 2、火源隐蔽； 3、有一个或长 或短的发展过 程； 4、持续时间长
1、发生突然； 2、火源明显； 3、发展迅猛； 4、持续时间短
自燃发展阶段 原始阶段
R1/% 0-15
R2/% 0-1
初级阶段
15-30
1-2
危险阶段
30-40
2-5
着火阶段
>40
>5
R3/% 0-3 3-7 7-10 >10
抚顺老虎台矿采用的格雷哈姆系数
自燃发 正常 低温氧化阶 高温氧化阶 开始燃烧阶 着 展阶段 状态 段（预警值） 段（临界值） 段（报警值） 火
➢无论采用哪类气体指标，都需要精确、快速检测出各气体的种类和浓度 。目前采用的主要手段是气体传感器和色谱分析仪分析。
气体传感器在井下实际应用中受到井下环境影响，其稳定性和灵敏度都大 幅降低，检测结果存在较大误差，加之传感器使用寿命、价格相对比较昂 贵，种类比较单一，在一定程度上制约了气体传感器的使用。
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤矿火灾危害极大
人员伤亡：火灾产生的CO、CO2等有 毒有害气体随高温火烟一起流入井下 各作业场所，造成人员中毒和窒息。
烧毁设备和煤炭资源：井下发生火灾 ，会烧毁大量的设备、器材和煤炭资 源，造成大量煤炭资源呆滞，影响矿 井正常生产。
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
✓ 2011年，全国煤炭产量35亿吨，同 比增长7.7%，在一次能源消费中约占 70.4%，预计2050年仍将占50%以 上。
2011年中国一次能源消费结 构
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
煤矿灾害事故依然多发
据统计，2009年-2011年，与火灾相关的煤矿事故有92起。单一矿 井火灾20起，死亡233人；火灾诱发瓦斯、煤尘爆炸等继发灾害 72起，死亡364人。
煤矿火灾危害极大
严重的环境污染：煤田及矸石山自燃排 放的SO2、NxOy、CxOy和烟尘等，严重 影响生态环境，CO2占全球总排量的 2%-3%。
煤田火灾
矸石山火灾
煤矿火灾前兆信息及预警新技术[1]
自然发火严重
2011年，全国共有煤矿约11000 个，具有自燃倾向的矿井占50% 以上，传统矿区百万吨发火率高 达7.47。 采空区自然发火次数占火灾总 数的60%，巷道煤柱占29%，其 它地点占11%。 中厚以下煤层的采空区自燃或 爱次数占采空区发火总数的16% ，厚煤层和特厚煤层的采空区自 燃火灾次数占采空区发火总数的 84%。