矿井火灾学复习资料资料

矿井火灾学

题型：填空、名词解释、简答题、论述题

前言

1矿井火灾：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。其包括内因火灾和外因火灾两类。

内因火灾:煤因氧化产热而自然发火产生的火灾。

外因火灾:外部热源引燃可燃物造成的火灾。

内因火灾（自燃火灾）占矿井火灾总数的90%以上。

第一章矿井火灾学基础

1燃烧三要素：可燃物、热源和氧气（O2）。

2根据可燃物燃烧过程的差异，燃烧可分为五种基本燃烧形式：分解燃烧、表面燃烧、蒸发燃烧、扩散燃烧、预混燃烧。

分解燃烧：出现于固体和部分液体燃料的燃烧中。矿井火灾中前期和中期的大部分燃烧现象都属于这一类型。

表面燃烧：无火焰的固体燃烧，发生于固体燃料燃烧的后期。

蒸发燃烧：液体蒸发所产生的蒸汽与空气混合发生着火。

扩散燃烧：高浓度的可燃气体与空气边混合边燃烧的燃烧现象。如果燃烧很稳定，一般情况下不会发生爆炸。

预混燃烧：在井下一定环境条件下，可燃气体与空气在着火前已经预先充分混合，且其浓度处于燃烧（爆炸）界限之内，遇火源即会发生燃烧，称为预混燃烧。这种燃烧在混合气体分布空间快速蔓延，在一定条件下还会转变为爆炸。

3富氧燃烧和富燃料燃烧的特点：富氧燃烧是供氧充分的燃烧。这类燃烧的特点是耗氧量少、火源范围小、火势强度小和蔓延速度较低。

富燃料燃烧是受限空间内可燃物燃烧数量大，供氧不足的燃烧。这类燃烧的特点是火势大、发生灾难的危险性和严重性较大。

4轰燃与回燃：轰然是受限空间火灾局部缓慢燃烧发展到空间内所有可燃物突然全面快速燃烧的特殊火行为，其特点是在一定受限空间中所有的可燃物几乎同时

被点燃。

回燃是指富燃料燃烧产生的高温不完全燃烧产物（烟气）遇新鲜空气时发生的快速爆燃现象。

5富燃料火灾中“跳蛙”现象产生原理：

当高温烟流在流动过程中与旁侧支路的新鲜风流交汇时，便在巷道连接处发生回燃，即形成新的火源点。新火源又会消耗了大量氧气再次使高温烟流中氧气的含量不足，高温可燃烟气继续向前流动，如果在巷道附近又有新鲜空气涌入，在连接口附近又会再次发生回燃而形成又一个新的火源点，这种在矿井下远离火源点形成的一个或多个再生火源的现象被形象地称为火源发展的“跳蛙”现象。

第二章煤的自燃及其特性

1 煤氧复合作用假说：煤氧复合作用假说认为煤自燃的主要原因是煤与氧气之间的物理、化学复合作用的结果，其复合作用包括煤对氧的物理吸附、化学吸附和化学反应产生的热量导致煤的自燃。

2煤的自燃过程及特性（结合P51.煤炭自燃过程图）：

准备期：该阶段因环境起始温度

低，煤的氧化速度慢，产生的热量

较小，因此需要一个较长的蓄热过

程。

自热期：氧化产生的热量使煤温继

续升高，超过煤自热的临界温度

（一般为60～80℃），煤温急剧加速上升，氧化进程加快，开始出现煤的干馏，产生芳香族的碳氢化合物（CxHy）、氢（H2）、更多的一氧化碳（CO）等可燃气体。

燃烧期：当达到临界温度点，煤氧化的产热与煤所在环境的散热就失去了平衡，即产热量将高于散热量，就会导致煤与环境温度的上升，从而加速了煤的氧化速度并又产生更多的热量，直至煤自燃起来。

3煤自燃影响因素

内在因素：

（1）煤化程度：一般说来，煤的煤化程度愈低，挥发分就愈高，氢氧含量就愈大，其自燃危险性就愈大。自燃危险性：褐煤≥烟煤≥无烟煤。

（2）煤的水分：煤的含水量对其氧化进程的影响表现在两个方面。在煤炭自燃初始阶段，水分起到催化作用。在一定条件下，水分又可以起到阻化作用。（3）煤岩成分：不同的煤岩成分有着不同的氧化性，氧化趋势按下列顺序降低：镜煤、亮煤、暗煤、丝煤。

（4）煤的含硫量：硫氧化能力相对来说要比煤强，因此在其它成分相差无几的情况下，含硫多的煤在同样条件下易于氧化、易于自燃。

煤的粒度、孔隙度：完整的煤层和大块堆积的煤一般不会发生自燃；煤的粒度过于小时，氧气难以进入堆积的煤体内部，影响煤的氧化；孔隙越发育的煤，往往越易于自燃。

（5）煤的瓦斯含量：瓦斯或者其它气体含量较高的煤，煤发生自燃的危险性也相应减小。

外在因素：

（1）煤层地质赋存条件，

（2）采掘技术因素，

（3）通风管理因素。

4 煤的自燃倾向性：即煤自燃难易程度，是煤低温氧化性的体现，是煤的内在属性之一。

5 煤的自然发火期：是煤炭自然发火危险性的时间量度，即煤体从暴露在空气环境之时起到自燃（温度达到该煤的着火点温度）所需的时间。

6确定自然发火期的方法：统计比较法、类比法、实验室测定法、综合法。

第三章矿井火灾的预测预报

1、煤自然发火的条件：

（1）煤具有自燃倾向性且成破碎状态堆积

（2）有连续的通风供氧条件

（3）热量易于堆积

（4）持续一定的时间

2、易自燃发火的地点及原因（从自然发火条件进行分析）：

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

原因：（P115-124）

3、指标选用的原则：灵敏性、规律性和可测性

第四章防治煤炭自燃技术

1、防治煤炭自燃的开采技术措施：

（一）采用合理的矿井开拓和巷道布置

（1）优化矿井设计；（2）合理进行巷道布置：采用岩石巷道；区段煤巷采用垂直重叠布置；（3）合理安排采掘关系（二）坚持合理的开采方法和开采顺序

（1）采用合理的采煤方法；（2）采用无煤柱开采；（3）坚持正规的回采顺序；（4）快速开采

（三）控制矿山压力和减少煤体破碎

（1）加强巷道顶板支护（2）分层开采下分层顶板管理（四）合理的通风系统

（1）风网简单、结构合理（2）合理的通风设施布置（3）合理的工2、漏风测定

示踪技术：用于探测漏风通道和漏风量。是选择具有一定特性的气体做标志气体。利用风流或漏风作载气，在能位较高的漏风源释放，在其可能出现的漏风出口采集气样，分析气体，确定标志气体的流动轨迹，判断漏风通道，根据标志气体浓度变化计算风量或漏风量。

测定井巷漏风测定方法：瞬时释放法、连续稳定释放法（各方法的用途）

SF

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3 均压防灭火定义：是采用风窗、风机、连通管、调压气室等调压手段，改变通风系统内的压力分布，降低漏风通道两端的压差，减少漏风，从而达到抑制和熄灭火区的目的

均压技术：开区均压和闭区均压。开区均压是指在生产工作面建立的均压系统；闭区均压就是对已封闭的区域进行均压。

开区均压的措施有：调节风窗均压、局部通风机均压、调节风窗与局部通风机