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第三章-矿井火灾的预测预报


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 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” 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。 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。 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 自燃带 O2>15% 5%≤ O2≤15% 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 窒息带 O2<5% 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。 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

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