火灾预测预报技术 ppt课件
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2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2.3 常用的指标气体
各煤种代表性煤样C2H4、C3H6的临界温度值
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2.3 常用的指标气体
C2H4 /C2H6的比值随煤温变化的总趋势是：随着煤温的升 高，比值逐渐增大，并达到第一次高峰，之后随煤温的升高而比值 下降；随着煤的氧化进入激烈氧化阶段，比值又出现第二次峰值。
C2H4 /C2H6峰值温度与煤温的关系
峰值时的煤温远远大于其临界温度，特别是气煤和肥煤； 另外，从褐煤到肥煤，随着变质程度的增高峰值温度逐渐升高。
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
《煤矿安全规程》第241条规定：开采容易自燃和自燃煤层时， 必须明确自然发火观测站位置，…，确定煤层自然发火的标 志气体，建立自然发火预测预报制度。
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
标志气体分析
➢ 标志气体的选取准则 灵敏、规律、独立、可
测 ➢ 标志气体的分类
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
1 概况
矿井火灾的发生发展是有一个过程的，根据火灾发生发 展时期产生的各种迹象，比如：气味、烟雾、明火等，可以早期发 现，并及时扑救。
矿井火灾早期识别的目的： 尽可能早的发现火灾并及时控制火势，将火灾危害和造成 的损失减少到最低程度。
2020/11/23
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2 火灾的预测预报
2.1利用人体生理感觉预测预报自然发火 依靠人体生理感觉预报矿井火灾的主要方法有： (1)嗅觉。可燃物受高温或火源作用，会分解生成一些正
常时大气中所没有的、异常气味的火灾气体。例如煤炭自热到一定 温度后出现煤油味、汽油味和轻微芳香气味非饱和碳氢化合物；橡 胶、塑料制品在加热到一定温度后，会产生烧焦味。人们利用嗅觉 嗅到这些火灾气味，则可以判断附近的煤炭和胶塑制品在燃烧。
②规律性， 即生成的量或变化趋势与自热温度之间呈现一 定的规律和对应关系。
③可测性，可利用现有的仪器进行检测。
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
指标气体检测技术
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
流量传感器
气阻
气
压力表 体
预
稳流阀
热 铜
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2.2 气体成分分析方法
1) 指标性气体及其临界指标 能够反映煤炭自热或可燃物燃烧初期特征的、并可用来作
为火灾早期预报的气体叫指标性气体。指标气体必须具备如下条件： ①灵敏性，即正常大气中不含有，或虽含有但数量很少且
比较稳定，一旦发生煤炭自热或可燃物燃烧，则该种气体浓度就会 发生较明显的变化。
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2 火灾的预测预报
所谓矿井火灾预测预报，就是根据火灾发生和发展的规律， 应用成熟的经验和先进的科学技术手段，采集处于萌芽状态的火灾 信息，进行逻辑推断后给出火情报告。及时而准确地进行火灾早期 预报，可以弥补预防之不足。矿井火灾预报的方法，技其原理可分 为；
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
1 概况
煤矿建立现代化的环境监测系统进行火灾早期预报，是改 变煤矿安全面貌防止重大火灾事故的根本出路。近年来，国内外的 煤矿安全监测技术发展很快。法国、波兰、日本、德国、美国等国 家先后研制了不同型号的环境监测系统。我国从80年代开始，通过 对国外技术的引进、消化和吸收，环境监测技术有了很大的进步。 除分别引进波兰的CMC一1系统、英国的MINOS系统、美国MSA公司 DAN一6400系统以及德国TF一200系统外，国内一些军工和煤矿研究 单位也研制了一些监测和监控系统，对我国部分煤矿进行了装备， 为改变我国煤矿的安全状况起到了一定作用。
管
稳压阀
减压阀
出气管
风扇
控
制
器
加热管 及
键
矸源自文库
传 热 罐
盘
铜 质
石
罐
体
样
热电偶
隔热层
进气管
氧气瓶
（a）测试系统
石棉 数据采集器
（b）传热罐
小型升温氧化实验室测试系统图
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
大型升温氧化实验室测试系统图（5吨）
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
数据采集测试系统图
CO、 烷烃、 烯烃、 炔烃
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
各国自然发火指标气体
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2.3 常用的指标气体
(1)一氧化碳(CO) 一氧化碳生成的温度低、生成量大，其生成量随温度升高
按指数规律增加，是预报煤炭自燃火灾的较灵敏的指标之一。在正 常时若大气中含有CO，则采用CO作为指标气体时．要确定预报的临 界值。确定临界值时一般要考虑下列因素：
第五章 矿井火灾预测预报
1 概况
自然发火的预测是指根据煤田地质勘探或在矿井开采的 过程中，所采集煤样的分析化验结果和自然发火的统计资料，判定 待开采煤层的自燃严重程度及其在空间上的分布规律，为有针对性 制定防灭火措施提供可靠的依据。我国目前预测自燃发火的方法有：
①在实验室确定自燃倾向性等级； ②根据本矿或条件相似(近)矿井或采区的已有的自然发火 的统计资料，确定待采(成本)煤层的自然发火期。
①各采样地点在正常时风流中CO的本底浓度； ②临界值时所对应的煤温适当，即留有充分的时间寻找和处 理自热源。
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2.3 常用的指标气体
各煤种代表性煤样CO的临界温度值
煤在低温氧化过程中CO生成量与煤温之间的关系十分密切。 由于CO的发生温度比较低，温度范围宽，绝对发生量大，只要井下 巷道中检测出CO气体且持续存在，其浓度不断稳定增加，就可判断 此测点风流的上风侧产生高温点或自燃火源。
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第五章 矿井火灾预测预报
2 火灾的预测预报
2.1利用人体生理感觉预测预报自然发火
(2)视觉。人体视觉发现可燃物起火时产生的烟雾，煤在 氧化过程中产生的水蒸气，及其在附近煤岩体表面凝结成水珠(俗 称为“挂汗”)，进行报警。
(3)感(触)觉。煤炭自燃或自热、可燃物燃烧会使环境温 度升高，并可能使附近空气中的氧浓度降低，CO2等有害气体增加， 所以当人们接近火源时，会有头痛、闷热、精神疲乏等不适之感。
第五章 矿井火灾预测预报
2.3 常用的指标气体
各煤种代表性煤样C2H4、C3H6的临界温度值
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2.3 常用的指标气体
C2H4 /C2H6的比值随煤温变化的总趋势是：随着煤温的升 高，比值逐渐增大，并达到第一次高峰，之后随煤温的升高而比值 下降；随着煤的氧化进入激烈氧化阶段，比值又出现第二次峰值。
C2H4 /C2H6峰值温度与煤温的关系
峰值时的煤温远远大于其临界温度，特别是气煤和肥煤； 另外，从褐煤到肥煤，随着变质程度的增高峰值温度逐渐升高。
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
《煤矿安全规程》第241条规定：开采容易自燃和自燃煤层时， 必须明确自然发火观测站位置，…，确定煤层自然发火的标 志气体，建立自然发火预测预报制度。
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第五章 矿井火灾预测预报
标志气体分析
➢ 标志气体的选取准则 灵敏、规律、独立、可
测 ➢ 标志气体的分类
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第五章 矿井火灾预测预报
1 概况
矿井火灾的发生发展是有一个过程的，根据火灾发生发 展时期产生的各种迹象，比如：气味、烟雾、明火等，可以早期发 现，并及时扑救。
矿井火灾早期识别的目的： 尽可能早的发现火灾并及时控制火势，将火灾危害和造成 的损失减少到最低程度。
2020/11/23
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第五章 矿井火灾预测预报
2 火灾的预测预报
2.1利用人体生理感觉预测预报自然发火 依靠人体生理感觉预报矿井火灾的主要方法有： (1)嗅觉。可燃物受高温或火源作用，会分解生成一些正
常时大气中所没有的、异常气味的火灾气体。例如煤炭自热到一定 温度后出现煤油味、汽油味和轻微芳香气味非饱和碳氢化合物；橡 胶、塑料制品在加热到一定温度后，会产生烧焦味。人们利用嗅觉 嗅到这些火灾气味，则可以判断附近的煤炭和胶塑制品在燃烧。
②规律性， 即生成的量或变化趋势与自热温度之间呈现一 定的规律和对应关系。
③可测性，可利用现有的仪器进行检测。
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
指标气体检测技术
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
流量传感器
气阻
气
压力表 体
预
稳流阀
热 铜
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第五章 矿井火灾预测预报
2.2 气体成分分析方法
1) 指标性气体及其临界指标 能够反映煤炭自热或可燃物燃烧初期特征的、并可用来作
为火灾早期预报的气体叫指标性气体。指标气体必须具备如下条件： ①灵敏性，即正常大气中不含有，或虽含有但数量很少且
比较稳定，一旦发生煤炭自热或可燃物燃烧，则该种气体浓度就会 发生较明显的变化。
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2 火灾的预测预报
所谓矿井火灾预测预报，就是根据火灾发生和发展的规律， 应用成熟的经验和先进的科学技术手段，采集处于萌芽状态的火灾 信息，进行逻辑推断后给出火情报告。及时而准确地进行火灾早期 预报，可以弥补预防之不足。矿井火灾预报的方法，技其原理可分 为；
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
1 概况
煤矿建立现代化的环境监测系统进行火灾早期预报，是改 变煤矿安全面貌防止重大火灾事故的根本出路。近年来，国内外的 煤矿安全监测技术发展很快。法国、波兰、日本、德国、美国等国 家先后研制了不同型号的环境监测系统。我国从80年代开始，通过 对国外技术的引进、消化和吸收，环境监测技术有了很大的进步。 除分别引进波兰的CMC一1系统、英国的MINOS系统、美国MSA公司 DAN一6400系统以及德国TF一200系统外，国内一些军工和煤矿研究 单位也研制了一些监测和监控系统，对我国部分煤矿进行了装备， 为改变我国煤矿的安全状况起到了一定作用。
管
稳压阀
减压阀
出气管
风扇
控
制
器
加热管 及
键
矸源自文库
传 热 罐
盘
铜 质
石
罐
体
样
热电偶
隔热层
进气管
氧气瓶
（a）测试系统
石棉 数据采集器
（b）传热罐
小型升温氧化实验室测试系统图
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第五章 矿井火灾预测预报
大型升温氧化实验室测试系统图（5吨）
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第五章 矿井火灾预测预报
数据采集测试系统图
CO、 烷烃、 烯烃、 炔烃
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第五章 矿井火灾预测预报
各国自然发火指标气体
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2.3 常用的指标气体
(1)一氧化碳(CO) 一氧化碳生成的温度低、生成量大，其生成量随温度升高
按指数规律增加，是预报煤炭自燃火灾的较灵敏的指标之一。在正 常时若大气中含有CO，则采用CO作为指标气体时．要确定预报的临 界值。确定临界值时一般要考虑下列因素：
第五章 矿井火灾预测预报
1 概况
自然发火的预测是指根据煤田地质勘探或在矿井开采的 过程中，所采集煤样的分析化验结果和自然发火的统计资料，判定 待开采煤层的自燃严重程度及其在空间上的分布规律，为有针对性 制定防灭火措施提供可靠的依据。我国目前预测自燃发火的方法有：
①在实验室确定自燃倾向性等级； ②根据本矿或条件相似(近)矿井或采区的已有的自然发火 的统计资料，确定待采(成本)煤层的自然发火期。
①各采样地点在正常时风流中CO的本底浓度； ②临界值时所对应的煤温适当，即留有充分的时间寻找和处 理自热源。
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2.3 常用的指标气体
各煤种代表性煤样CO的临界温度值
煤在低温氧化过程中CO生成量与煤温之间的关系十分密切。 由于CO的发生温度比较低，温度范围宽，绝对发生量大，只要井下 巷道中检测出CO气体且持续存在，其浓度不断稳定增加，就可判断 此测点风流的上风侧产生高温点或自燃火源。
2020/11/23
第五章 矿井火灾预测预报
2 火灾的预测预报
2.1利用人体生理感觉预测预报自然发火
(2)视觉。人体视觉发现可燃物起火时产生的烟雾，煤在 氧化过程中产生的水蒸气，及其在附近煤岩体表面凝结成水珠(俗 称为“挂汗”)，进行报警。
(3)感(触)觉。煤炭自燃或自热、可燃物燃烧会使环境温 度升高，并可能使附近空气中的氧浓度降低，CO2等有害气体增加， 所以当人们接近火源时，会有头痛、闷热、精神疲乏等不适之感。