矿井火灾的预测预报(ppt 150页)

山西大同忻州窑矿8916面采空区
从图可以看出，按氧气浓 度指标划分，采空区内存 在明显的“三带”区域。
自燃三带的划分指标
根据采空区漏风流速划分
漏风流速划分采空区“三带”的依据参数主要通过计算机数值模拟得 到
根据采空区漏风流速划分的“三带”范围
采空区的漏风强度能够在一定程度上反映自燃“三带”特性，但在现场 实际测定过程中，由于采空区内设点困难、测量仪器精度不足、采空区风流 方向的不可预见性等因素的影响，测定过程往往无法进行或结果可信度较低。 因此，该划分标准一般不被采用。
自燃带（氧化自热带） 该区域由于冒落岩块逐渐压实，孔隙度降 低，风阻增大，漏风强度减弱，遗煤氧化产生的热量不断聚积，并 可能最终导致煤自燃的发生，故称自燃带。自燃带的宽度受顶板岩 性、冒落岩石块度、压实程度、工作面端点通风压差等因素的综合 制约。
窒息带 自燃带之后的大部分采空区为窒息带，该区域内冒落岩块已 基本压实，漏风基本消失，氧气浓度下降而无法维持煤氧化自燃过 程的持续发展。如果自燃带已经发生煤自燃，那么随着工作面的推 进，自燃带进入窒息带后，已经发展起来的遗煤自燃会因缺氧而熄 灭。另外，窒息带的岩石导热会使煤体在处于自燃带时蓄积的热量 逐渐散失，遗煤温度将逐步恢复至正常水平。
认识煤自燃在发生地点方面的规律和特点为煤自燃的预 测预报工作提供了较好的依据，现场人员可以对相关地点进 行有针对性的监控，防患于未然。
采空区
采空区是煤矿井下较易发生煤炭自燃的区域之一，据统计， 国有重点煤矿采空区内发生的煤炭自燃占煤自然发火总数的60%
原因：采空区存在遗煤、工作面后方存在漏风
从自然发火的角度出发将采空区划分为三带 ：“不自燃 带”(散热带)、“自燃带”和“窒息带”
①顺槽的保护套管沿回风顺槽铺设在上帮底部；
②回采工作面的保护套管沿回采工作面铺设在液压支架后部溜子靠采空区侧。
气体成分测定记录表
取 序 检测 样
气体成分（%）
测点 温 距工
号 点 时 O2 N2 CO CO2 间
C2H6 C2H2 C2H4 度 作面 距离
CH4 1
2
3
4
5
氧气浓度分析曲线
氧气浓度分析曲线
采空区
控制自燃带的宽度和使自燃带快速进入窒息带的方法：
加快推进速度，让自燃带快速进入窒息带防治煤自燃，这 是最直接的方法 降低工作面风阻或者进出口端点的通风压差； 对采空区洒浆以填充其中的孔隙，注水促进再生顶板形成， 增大采空区的漏风风阻。
自燃三带的主要划分指标
氧气浓度 不自然带 O2＞15% 自燃带 5%≤ O2≤15% 窒息带 O2＜5%
Ⅲ 窒息带
Ⅱ 自燃带 (25m~65m)
Ⅰ 不自然带 （5m~25m）
采空区三带分布图
采空区
三带划分的原因
不自燃带（散热带） 该区域虽有遗煤堆积，但由于顶板冒落的岩 块呈松散堆积状态，孔隙大，且漏风强度大，煤氧化放出的热量被 及时带走而无法聚积，再加上浮煤与空气接触时间尚短，所以一般 不会发生自燃。
采空区三带的测定
1、采空区自燃“三带”划分依据： 以氧气浓度为主，温度变化曲线为辅，参考其他气体变化曲线 与采空区流速模拟分析。 2、测点布置： 全面布置法、局部布置法 3、测定参数： 温度、气体成分 4、测定仪器： 气体成分：束管、气相色谱仪、抽气泵、球心。 温度：AD590恒流源温度传感器、热电偶、导线、测温仪表。 5、取样： 每日一次取样对气体成分，温度进行化验分析，同时记录回采 工作面进度。 6、分析： 气体成分、温度曲线、O2曲线、CO曲线、采空区自燃“三带” 图。
采空区漏风流速
流速＞0.24m/min
0.1 m/min≤流速≤0.24 m/min
流速＜0.1 m/min
自燃三带的划分指标
根据氧气浓度划分
根据氧气浓度划分采空区“三带”是目前最常用的方法
不自燃带：O2%＞15%。该区域具备充足的供氧 条件，但由于漏风大造成煤氧化自燃初期产生的 微小热量随风散失，煤的氧化过程始终停留在缓 慢发展阶段，不易发生煤自燃现象。应该指出的 是，以氧气浓度作为界定不自燃带和自燃带的指 标，并不是因为氧气浓度大于某一特定值而不能 自然发火，而是由于该区域的漏风风速过大带走 了氧化生成的热量所致，因此不自燃带也常称为 “冷却带”或“散热带”。 自燃带：15%≥O2%≥5%。该区域既具备充足的 供氧条件，又由于漏风量较小，氧化蓄热环境较 好，煤的氧化自热过程得以持续进行，最终导致 煤自燃的发生。 窒息带：O2%＜5%。该区域由于缺氧，煤氧化 自燃过程将无法进行。
自燃三带的划分指标
根据采空区温度划分
除了以上两个采空区“三带”划分指标外，有人也提出了将采空 区内的温度变化作为“三带”划分的依据。实际上，温度不宜作 为划分“三带”的主要指标，因为并非所有的采空区内的温度都 会上升到某一确定的值。一定条件下自燃带内的遗煤存在自然发 火的可能性，但并不表现为很快会升温自燃，在一定时间内采空 区内的温度不上升并不能认为“三带”不存在。因此，采空区内 的温度变化只能作为条件适合时的辅助指标。
局部布置法
全面布置法
气体测试
束管
气体测试
抽气泵
气体测试
气ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ色谱仪
测试线路和传感器的保护
为了防止测温线路、温度传感器和预 设气体取样管被采空区冒落的煤岩砸 坏，需要在回采工作面以及铺设导线 的顺槽内设置保护套管，将测温导线 和气体取样管置于保护套管内。
保护套管的铺设一般按以下原则进行：
1-2in保护套管；2-预设取样束管； 3-测温导线；4-快速接头；5-热电 偶；6-气孔；7-气体采样器
工作面氧气浓度分布平面图
氧气浓度分析曲线
22 20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0
距切顶线距离（m）
工作面氧气浓度分布立体图
第三章 矿井火灾的预测预报
本章要点：
1. 掌握煤矿井下容易自然发火地点； 2. 掌握早期煤自燃的识别和预报方法； 3. 了解矿井安全监测系统的组成、监测传感器的分
类及其动作； 4. 了解目前煤自燃隐蔽火源探测技术、掌握判定外
因火灾火源分支的方法；
第一节 煤矿井下易发火地点
➢ 采空区 ➢ 停采线和开切眼 ➢ 进、回风巷 ➢ 构造带 ➢ 通风设施附近