《矿井通风与安全》.ppt

立 井
2
总石门 3
5
皮带斜井
火 4
7
8 东三采区
联络车场
6
二段皮带巷
东风井 9
事故分析
事故初期抢险救灾决策失误。作为下行通风的运输机斜井 发生火灾时，火风压的作用与主要通风机提供的风压作用 相反，极易造成风流的逆转；此外，作为一般的救灾原则， 当进风井筒中发生火灾时，必须采取反风或停止主要通风 机运转的措施。当时的救灾决策者因救灾心切盲目带领救 护队员进入发火胶带斜井救灾。
火风压（浮力效应）
矿井发生火灾时，火灾的热力作用会使空气的温度增 高而发生膨胀，密度小的热空气在有高差的巷道中就会产 生一种浮升力，这个浮升力的大小与巷道的高差及火灾前 后的空气密度差有关。在地面建筑中这种现象也很普遍， 被称为烟囱效应，即通常室内空气的密度比外界小，这便 产生了使气体向上运动的浮力，尤其是高层建筑中的许多 竖井，如楼梯井、电梯井等，气体的上升运动十分显著， 这种现象有时也叫热风压。
回燃
受限空间内发生火灾时，当空气供应不足时，由可燃物分 解的可燃组分进入到烟流中因缺氧而不能燃烧，此时即为 富燃料燃烧状态，当富燃料燃烧的高温可燃气体遇新鲜空 气时发生的突然燃烧，称作回燃。
什么是回燃？
着火 了
门
热烟气
重力流
空气
回燃的发展过程
火没了， 可以进去
了
富燃料燃烧实验（“跳蛙”现象）
矿井通风的影响就好象在其流过的上行或下行巷道里安
设了局部通风机一样，它们的作用方向在上行风路中与
烟流方向相同，在下行风路中则相反。
节流效应（The Choke effect）
节流效应是矿井火灾过程中的一种典型现象。矿井火
灾时期，由于火烟的热力作用等的影响，主干风路以及旁
侧支路中的风量往往会随着火势的发展而发生变化。如果
矿井发生火灾后，由于火风压的作用会改变原通风系
统中压力的分布和风量的分配，即可能使通风系统风流发
生紊乱，扩大事故范围，造成更为严重的损失。
火风压的计算
h f Z [ (s ) ( 0 )g ]Z (0 s ) g
火风压的作用
在风路中发生火灾时，火风压的作用只有在高温烟
流流经的上行或下行巷道里才能表现出来。高温火烟对
缺乏必要的安全教育，工人没有学习安全措施就工作；灾 害时不会使用消防器材；没有配备自救器，致使人员伤亡 严重。
11.3 煤炭自燃
我国存在有煤炭自燃的矿井占矿井总数的56%，具有
自然发火危险的煤层占累计可采煤层数的60%；煤炭自燃
而引起的火灾占矿井火灾总数的85～90%。
近年来我国广泛采用综采放顶煤开采技术，使生产效
火风压（浮力效应）
在矿井中，火灾产生的热动力是一种浮升力，这种浮
力效应(The buoyancy effect)就被称为火风压。火风压就是
高温烟流经倾斜或垂直的井巷时产生的自然风压的增量。
火风压与矿井自然风压的产生机制是一致的，都是在倾斜
和垂直的巷道上出现的空气的密度差所至，只是使空气密
度发生变化的热源不同，故这二者都可称为热风压。
1、火灾三要素 产生外源火灾的三个必要条件是：有可燃物存在、有
足够的氧气和足以引起火灾的热源。这也称火灾三要素， 缺少任何一个要素，火灾都不能发生，或者正在发生的火 灾也会熄灭。
热 源
氧
火
气
可燃物
2、火灾的燃烧类型
扩散燃烧（Diffusion Combustion）是高浓度的可燃气体 与空气边混合边燃烧的燃烧现象。
现在矿井灾害事故中牺牲的人员绝大多数是在矿井火灾 和爆炸事故中丧生的，因此，矿井火灾的防治一直是采矿安 全关注的重点。
2002年国有重点煤矿事故严重度的统计
10 9 8 7
事故严重 6 度（死亡 5 人数/起） 4
3 2 1 0
3.24 瓦斯瓦事斯故
9.35 火灾火事灾故
3.19 水水灾灾事故
一、外源火灾特性
由于火灾的发生，主干风路的进风量可能下降，这种现象
称之为节流效应。
火灾对通风系统的影响
1、烟流逆退（roll back）
2、风（烟）流逆转
案例
1990年5月8日，某矿在下行进风胶带斜井两段
胶带搭接处发生了一起重大胶带火灾事故，火灾产
生的火风压造成了进风斜井的风流逆转，从而扩大
了事故的损失，共1 造成了80人死亡。
率大幅提高。但这种采煤方法采空区遗留残煤多、冒落高
度大、漏风严重，使得自然火灾发生频繁，常常价值几千
矿井缺乏抗灾能力。事故发生时，矿井不能反风；在编制 的矿井灾害预防计划中，没有提出运输机胶带斜井的预防 火灾措施。
Hale Waihona Puke Baidu
事故分析
缺乏安全意识，防火设施和措施不落实：长期使用非阻燃 胶带；地面水池设计要求容量200m3,但实际容量10m3；灭 火工具不配套，只有砂箱没有铁锹；改扩建设计中有防火 门，但并未施工；第一台胶带机交付使用时没有铺设供水 管路；井下电、气焊安全措施制定不完善，审批不严，在 作业地点胶末、胶条等易燃物清理不彻底的情况下进行气 焊；作业地点没有洒水措施。
矿井火灾按引火热源分
外源火灾 自燃火灾
11.2 矿井外源火灾
一切能够产生高温、明火、火花的以及由可燃材料制成 的器材和设备，如使用不当都可能引起外因火灾。
随着科技的发展，矿井开采技术不断进步和开采环境的 不断改善，但矿井火灾与爆炸灾害并没有呈现下降趋势。究 其原因，一是更多的新材料，包括各种树脂、塑料、液体燃 料和液压机液等应用到矿井中，另外就是机械化程度不断提 高，机电设备增多，这些都增加了火灾的发生概率。
第十一章 矿井火灾
《矿井通风与安全》
11.1 概述
矿井火灾是指发生在矿井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，是煤矿生产中的 主要自然灾害之一。
矿井火灾的发生和发展不仅会烧毁大量的煤炭资源和设备， 而且产生大量的高温烟流和有害气体，危及井下工作人员 的生命安全，有时还诱发瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大其 灾难性。
预混燃烧（Premixed Combustion） 是可燃气体与空气 预先混合好后的燃烧
富氧燃烧和富燃料燃烧
富氧燃烧(Oxygen-rich fire) 是氧气的供给量大于或接近于燃烧所需要的氧气量的燃 烧。
富燃料燃烧 (Fuel-rich fires) 是氧气的供给量低于燃烧所需要的氧气量的燃烧。