煤礦災(zāi)害防治技術(shù)教案2礦井火災(zāi)防治

1、（單元教案首頁）單元標(biāo)題：第二章 礦井火災(zāi)防治教學(xué)時數(shù)：（12）學(xué)時，其中理論（12）學(xué)時教學(xué)目的與要求：使學(xué)生掌握礦井火災(zāi)防治基本概念和理論概述、開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火、通風(fēng)措施防治自燃發(fā)火、介質(zhì)法防滅自燃發(fā)火、礦井火災(zāi)處理。主要教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 基本概念和理論概述（2學(xué)時）第二節(jié) 開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火（2學(xué)時）第三節(jié) 通風(fēng)措施防治自燃發(fā)火（3學(xué)時）第四節(jié) 介質(zhì)法防滅自燃發(fā)火（3學(xué)時）第五節(jié) 礦井火災(zāi)處理（2學(xué)時）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)掌握礦井火災(zāi)發(fā)生的基本要素、礦并火災(zāi)的分類、煤炭自燃發(fā)火、礦井火災(zāi)的危害、火風(fēng)壓、礦井火災(zāi)防治的技術(shù)途徑、開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火的技術(shù)措施、通風(fēng)防治自燃發(fā)火措施、介

2、質(zhì)法防滅自燃發(fā)火、灌漿防滅火、凝膠防滅火、阻化劑防滅火、惰氣防滅火、泡沫防滅火等滅火方法以及礦井火災(zāi)處理措施；難點(diǎn)是介質(zhì)法防滅自燃發(fā)火。課后作業(yè)：復(fù)習(xí)題課后體會：第二章 礦井火災(zāi)防治第一節(jié) 基本概念和理論概述一、礦井火災(zāi)發(fā)生的基本要素（1）熱源。（2）可燃物。（3）空氣。二、礦并火災(zāi)的分類(1）根據(jù)不同引火熱源，礦井火災(zāi)可分為外因火災(zāi)和內(nèi)因火災(zāi)。外因火災(zāi)是由于外部熱源引起的火災(zāi)。內(nèi)因火災(zāi)是由于煤炭等易燃物質(zhì)在空氣中氧化發(fā)熱并積聚熱量而引起的火災(zāi)。(2）根據(jù)不同發(fā)火地點(diǎn)，礦井火災(zāi)分為井筒火災(zāi)、巷道火災(zāi)、采煤工作面火災(zāi)、煤柱火災(zāi)、采空區(qū)火災(zāi)和硐室火災(zāi)。(3）根據(jù)不同燃燒物，礦井火災(zāi)可分為機(jī)電設(shè)備火

3、災(zāi)、火藥燃燒火災(zāi)、油料火災(zāi)、坑木火災(zāi)、瓦斯燃燒火災(zāi)和煤炭自燃火災(zāi)。三、煤炭自燃發(fā)火1. 煤的氧化自燃過程其過程如圖圖2-1-1所示。圖2-1-1 煤自燃發(fā)展過程示意圖煤炭自燃一般要經(jīng)過3個時期：（1）潛伏期。（2）自熱期。（3）自燃。井下發(fā)生自燃發(fā)火時往往會出現(xiàn)以下一些可被人感覺的征兆： (l)嗅覺。(2)視覺。(3)感（觸）覺。2煤炭自燃的條件從煤的氧化自燃過程可以看出，煤炭自燃必須具備以下三個條件： (1）煤炭具有自燃的傾向性，并呈破碎狀態(tài)堆積存在；(2）連續(xù)的通風(fēng)供氧維持煤的氧化過程不斷地發(fā)展；(3）煤氧化生成的熱量能大量蓄積，難以及時散失。3煤的自燃發(fā)火期從理論上講，煤層的自燃發(fā)火期定

4、義為：從發(fā)火地點(diǎn)的煤層被揭露（或與空氣接觸）之日起，至出現(xiàn)礦井防滅火規(guī)范中定義的有關(guān)現(xiàn)象之一，或溫度上升到自燃點(diǎn)為止，所經(jīng)歷的時間叫煤層的自燃發(fā)火期，以月或天為單位。煤層最短自燃發(fā)火期是指在最有利于煤自熱發(fā)展的條件下，煤炭自燃需要經(jīng)過的時間。4影響煤炭自燃發(fā)火的因素煤炭自燃發(fā)火的因素較多，概括起來主要有如下幾個方面：（1）煤的自燃傾向性煤的自燃傾向性是煤自燃的固有特性，是煤炭自燃的內(nèi)在因素，屬于煤的自燃屬性。煤礦安全規(guī)程規(guī)定煤的自燃傾向性分為3 類：I類為容易自燃，II類為自燃，III類為不易自燃。煤的自燃傾向性主要取決于以下幾個方面：煤的變質(zhì)程度。煤的孔隙率和脆性。煤巖成分。煤的水分。煤中硫

5、和其它礦物質(zhì)。煤中的瓦斯含量。（2）煤層的賦存地質(zhì)條件煤層越厚與傾角。地質(zhì)構(gòu)造。煤層埋藏深度。圍巖的性質(zhì)。（3）開拓系統(tǒng)開采有自燃發(fā)火危險(xiǎn)的煤層時，開拓系統(tǒng)布置十分重要。有的礦井由于設(shè)計(jì)不周，管理不善，造成礦井巷道系統(tǒng)十分復(fù)雜，通風(fēng)阻力很大，而且主要巷道又都開掘在煤層中，切割煤體嚴(yán)重，裂隙多、漏風(fēng)大。因而，造成煤層自燃發(fā)火頻繁。（4）采煤方法采煤方法對自燃發(fā)火的影響主要有回采時間的長短、采出率的高低、采空區(qū)的漏風(fēng)狀況以及近距離煤層同時開采時錯距和相錯時間等。（5）漏風(fēng)條件只有向采空區(qū)不斷的供氧，才能促使煤炭氧化自燃，即采空區(qū)漏風(fēng)是煤炭自燃的必要條件。圖2-1-2 采空區(qū)散熱、自燃、窒息三帶分布

6、示意圖對于“U”型通風(fēng)系統(tǒng)的采空區(qū)，按漏風(fēng)大小和遺煤發(fā)生自燃的可能性將采空區(qū)沿推進(jìn)方向分為三個區(qū)域：窒息帶（不自燃帶）、自燃帶（寬度為L2）和散熱帶I（寬度為Ll ）（如圖2-1-2）。從安全的角度考慮，自燃帶的最大寬度為Ll + L2 ，設(shè)工作面的推進(jìn)速度為，則在I、帶內(nèi)煤暴露于空氣的時間=（Ll + L2）/（月），如自燃發(fā)火期為S，當(dāng)：S（Ll + L2）/ （2-1-1）說明自燃帶內(nèi)有LLl + L2S 寬度存在時間超過自燃發(fā)火期，有自燃危險(xiǎn)。而采空區(qū)自燃帶最大寬度取決于頂板管理。根據(jù)頂板的巖石冒落特點(diǎn)，采用與巖性相適應(yīng)的頂板管理方法，減小Ll + L2之值，即可減小自燃發(fā)火的危險(xiǎn)性。

7、由此可見，采空區(qū)遺煤自燃與否主要取決于工作面的推進(jìn)速度和自燃帶最大寬度Ll + L2。另外，煤層群開采的順序以及同采時的錯距不合理會增大采空區(qū)自燃發(fā)火的危險(xiǎn)性。四、礦井火災(zāi)的危害(1）人員傷亡。(2）礦井生產(chǎn)接續(xù)緊張。(3）巨大的經(jīng)濟(jì)損失。(4）污染環(huán)境。五、火風(fēng)壓火災(zāi)時高溫?zé)熈髁鬟^巷道所在的回路中的自然風(fēng)壓發(fā)生變化，這種因火災(zāi)而產(chǎn)生的自然風(fēng)壓變化量，在災(zāi)變通風(fēng)中稱之為火風(fēng)壓。1、火風(fēng)壓的計(jì)算方法在如圖2-1-3 所示的模型化的通風(fēng)系統(tǒng)中，在F點(diǎn)發(fā)火，由于火源下風(fēng)側(cè)3-4 風(fēng)路的風(fēng)溫和空氣成分發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其密度減小，該回路產(chǎn)生火風(fēng)壓，根據(jù)火風(fēng)壓定義可得：圖2-1-3 HfZg（mamg）

8、 （2-1-2）式中 Hf火災(zāi)時1-2-3-4-1 回路的火風(fēng)壓，Pa； Z1-2-3-4-1回路的高差，m ； ma、mg分別為3-4 分支火災(zāi)前后空氣和煙氣的平均密度，kg/m3 。2、火風(fēng)壓的特性(l)火風(fēng)壓產(chǎn)生于煙流流過的有高差的傾斜或垂直巷道中；(2)火風(fēng)壓的作用相當(dāng)于在高溫?zé)熈髁鬟^的風(fēng)路上安設(shè)了一系列輔助通風(fēng)機(jī)；(3)火風(fēng)壓的作用方向總是向上。3、風(fēng)流的紊亂形式（1）旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。如圖2-1-4(a)、2-1-4(b)所示。（2）主干風(fēng)路煙流逆轉(zhuǎn)。如圖2-1-5所示。圖2-1-4 旁側(cè)支路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)圖2-1-5 主干風(fēng)路煙流逆退（3）火煙逆退。圖2-1-6 火煙滾退示意圖六、礦井

9、火災(zāi)防治的技術(shù)途徑（一）外因火災(zāi)防治的技術(shù)途徑外因火災(zāi)是由外部火源引起的火災(zāi)。預(yù)防外因火災(zāi)發(fā)生的技術(shù)途徑有兩個方面：一是防止火災(zāi)產(chǎn)生；二是防止已發(fā)生的火災(zāi)事故擴(kuò)大，以盡量減少火災(zāi)損失。1預(yù)防外因火災(zāi)產(chǎn)生的措施(1)防止失控的高溫?zé)嵩串a(chǎn)生和存在。(2)盡量不用或少用可燃材料，不得不用時應(yīng)與潛在熱源保持一定的安全距離。(3)防止產(chǎn)生機(jī)電火災(zāi)。(4)防止摩擦引燃。 防止膠帶摩擦起火。膠帶輸送機(jī)應(yīng)具有可靠的防打滑、防跑偏、超負(fù)荷保護(hù)和軸承溫升控制等綜合保護(hù)系統(tǒng)； 防止摩擦引燃瓦斯。(5)防止高溫?zé)嵩春突鸹ㄅc可燃物相互作用。2預(yù)防外因火災(zāi)蔓延的措施其措施有：在適當(dāng)?shù)奈恢媒ㄔ旆阑痂F門，防止火災(zāi)事故擴(kuò)大。每

10、個礦井地面和井下都必須設(shè)立消防材料庫。 每一礦井必須在地面設(shè)置消防水池，在井下設(shè)置消防管路系統(tǒng)。主要通風(fēng)機(jī)必須具有反風(fēng)系統(tǒng)或設(shè)備，并保持其狀態(tài)良好。（二）自燃發(fā)火防治的技術(shù)途徑根據(jù)煤炭自燃發(fā)火的機(jī)理和條件，通常從開采技術(shù)、堵漏措施、介質(zhì)法防滅火三個方面采取措施進(jìn)行預(yù)防。第二節(jié) 開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火一、井下易于自燃的區(qū)域 (1)采空區(qū)。自燃火區(qū)主要分布在有碎煤堆積和漏風(fēng)同時存在、采空時間大于自燃發(fā)火期的地方。(2)煤柱。尺寸偏小、服務(wù)期較長、受采動壓力影響的煤柱，容易壓酥碎裂，其內(nèi)部產(chǎn)生自燃發(fā)火。圖2-2-1 上下區(qū)段分采同掘l工作面運(yùn)輸巷；2 下區(qū)段工作面回風(fēng)巷；3 聯(lián)絡(luò)巷(3)巷道頂煤。采區(qū)

11、石門、綜采放頂煤工作面沿底掘進(jìn)的進(jìn)回風(fēng)巷等，巷道頂煤受壓時間長，壓酥破碎，風(fēng)流滲透和擴(kuò)散至內(nèi)部（深處），便會發(fā)熱自燃。(4)斷層和地質(zhì)構(gòu)造附近。工作面搬家和不正常推進(jìn)以及工作面過地質(zhì)構(gòu)造帶或破碎帶都是煤自燃發(fā)生頻率較高的區(qū)域。二、開拓開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火的措施為滿足開采技術(shù)要求，通常應(yīng)采取以下技術(shù)措施：1合理確定開拓方式（1）盡可能采用巖石巷道。（2)分層巷道垂直重疊布置。（3）分采分掘布置區(qū)段巷道。（見圖2-2-1、2-2-2）。圖2-2-2 上下區(qū)段分采分掘 1下區(qū)段工作面回風(fēng)巷掘進(jìn)頭；2下區(qū)段工作面運(yùn)輸巷掘進(jìn)頭 (4)推廣無煤柱開采技術(shù)。2選擇合理的采煤方法（1）長壁式采煤方法的巷道布置

12、簡單，采出率高，有利于防止自燃發(fā)火。（2）選用合理的頂板管理方式。（3）選擇合理的回采工藝及其參數(shù)，以便盡可能提高回采率，加快回采進(jìn)度。（4）合理確定近距離相鄰煤層（下煤層頂板冒落高度大于層間距）和厚煤層分層同采時兩工作面之間的錯距，防止上、下采空區(qū)之間產(chǎn)生角聯(lián)漏風(fēng)。（5）選擇合理的開采順序。合理的開采順序是：煤層間采用下行式，即先采上煤層，后采下煤層；上山采區(qū)先采上區(qū)段，后采下區(qū)段，下山采區(qū)與此相反。第三節(jié) 堵漏措施防治自燃發(fā)火一、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)正確選擇通風(fēng)系統(tǒng)，減少漏風(fēng)，對防止自燃發(fā)火有重要作用。其措施如下：圖2-3-1 通風(fēng)的系統(tǒng)選擇(a) 前進(jìn)式；(b) 后退式（1）選擇合理的通風(fēng)

13、系統(tǒng)。（2）實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。圖2-3-3 W型通風(fēng)系統(tǒng)圖2-3-2 U型通風(fēng)系統(tǒng)（3）選擇合理的采區(qū)和工作面通風(fēng)系統(tǒng)。（圖2-3-2、圖2-3-3）。二、增阻減少漏風(fēng)防滅火1合理確定通風(fēng)構(gòu)筑物的位置2堵漏措施（1）沿空巷道掛簾布。（2）利用飛灰充填帶隔絕有空區(qū)。（3）利用水砂充填帶隔絕采空區(qū)。圖2-3-5 調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓的原理（4）噴涂泡沫防止漏風(fēng)。（5凝膠堵塞漏風(fēng)。三、均壓減少漏風(fēng)防滅火圖2-3-6 風(fēng)機(jī)調(diào)壓的原理（一）不同調(diào)壓設(shè)施局部調(diào)壓的原理1調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓的原理如圖2-3-5 (a)（b）所示2、風(fēng)機(jī)調(diào)壓的原理如圖2-3-6 所示3、風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)壓的原理(二)均壓防滅火的方法圖2-3-8

14、 采空區(qū)并聯(lián)漏風(fēng)1開區(qū)均壓1）工作面并聯(lián)漏風(fēng)的開區(qū)均壓工作面并聯(lián)漏風(fēng)是后退式回采U 型通風(fēng)系統(tǒng)工作面采空區(qū)擴(kuò)散漏風(fēng)的簡化等效風(fēng)路，如圖2-3-8。圖2-3-9 工作面下端掛設(shè)風(fēng)簾后三帶分布并聯(lián)漏風(fēng)的開區(qū)均壓是在工作面進(jìn)風(fēng)或回風(fēng)中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，或稍稍啟開與工作面并聯(lián)風(fēng)路中的風(fēng)門d，以降低漏風(fēng)壓差（工作面通風(fēng)阻力），減小漏風(fēng)帶寬度，使窒息帶覆蓋高溫點(diǎn)（如圖2-3-9）。2）工作面角聯(lián)漏風(fēng)的調(diào)壓圖2-3-10 采空區(qū)角聯(lián)漏風(fēng)當(dāng)同時開采層間距較近兩層煤時，因兩工作面間的錯距較小，造成上下工作面采空區(qū)相互連通，而產(chǎn)生對角漏風(fēng)。如圖2-3-10中3-5 虛線所示。3）工作面復(fù)雜漏風(fēng)2閉區(qū)均壓1）風(fēng)門、風(fēng)窗

15、調(diào)節(jié)法2）風(fēng)筒風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法3）調(diào)壓氣室均壓（1）連通管調(diào)壓氣室（2）風(fēng)機(jī)調(diào)壓氣室。第四節(jié) 介質(zhì)法防滅自燃發(fā)火一、灌漿防滅火（一）灌漿防滅火的機(jī)理（1）泥漿中的沉淀物將碎煤包裹起來，隔絕或減小煤與空氣的接觸和反應(yīng)面；（2）漿水浸潤煤體，增加煤的外在水分，吸熱冷卻煤巖，減緩其氧化進(jìn)程；（3）沉淀物充填于浮煤和冒落的巖石縫隙之間，堵塞漏風(fēng)通道，減少漏風(fēng)。（二）灌漿系統(tǒng)灌漿系統(tǒng)由制漿設(shè)備、輸漿管道和灌漿鉆孔三部分組成。1漿液的制備（1）漿材的選取。（2）漿液的制備工藝。2漿液的輸送（1）輸漿壓力與輸漿倍線。（2）灌漿管道的選擇。（3）灌漿鉆孔。（三）灌漿方法1、采前預(yù)灌所謂采前預(yù)灌即是在工作面尚未回采前

16、對其上部的采空區(qū)進(jìn)行灌漿。圖2-4-1 鉆孔灌漿示意圖1底板消火道；2回風(fēng)道；3鉆孔；4工作面進(jìn)風(fēng)巷2、隨采隨灌在采煤工作面推進(jìn)的同時向采空區(qū)灌注泥漿。（1）鉆孔灌漿。如圖2-4-1所示。（2）小巷鉆孔灌漿。如圖2-4-2所示。（3）埋管灌漿。（4）灑漿。(5)綜采工作面插管灌漿。（見圖2-4-3）3、 采后灌漿圖2-4-3 綜放面插管灌漿圖2-4-2 小巷道鉆孔灌漿示意圖1底板消火道；2鉆窩巷道；3鉆孔；4回風(fēng)道；5工作面進(jìn)風(fēng)巷（四）灌漿注意事項(xiàng)（1） 經(jīng)常觀察水情。（2）灌漿后應(yīng)再灌幾分鐘清水，清洗管道，以免泥漿在管道內(nèi)沉淀。（3）設(shè)置濾漿密閉。（4）防止地表水流入井下。（5）灌漿區(qū)下部采

17、掘。二、凝膠防滅火（一）原理凝膠防火技術(shù)是通過壓注系統(tǒng)將基料（xNa2O·ySiO2）和促凝劑（銨鹽）兩種材料按一定比例與水混合后，注入滲透到煤和巖石的裂隙中，成膠后則固結(jié)在煤體中，起到堵漏和防火的目的。其反應(yīng)方程式如下：Na2SiO3 + NH4HCO3 = H2SiO3 + Na2CO3 + NH3(g)（二）凝膠防滅火工藝1雙箱雙泵工藝如圖2-4-5所示。圖2-4-5 凝膠防滅火雙箱雙泵工藝原理示意圖圖2-4-6 凝膠防滅火雙箱單泵工藝原理示意圖2雙箱單泵工藝圖2-4-7 井下輕便型移動式注膠工藝流程其工藝流程如圖2-4-6所示。如圖2-4-7所示三、阻化劑防滅火（一）阻化防滅

18、火機(jī)理阻化劑只有與水混合成一定濃度的水溶液后才能抑制和起到防火作用，其防滅火機(jī)理為： 增加煤在低溫時的化學(xué)惰性，使煤炭和氧的親合力降低； 形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面； 充填煤柱內(nèi)部裂隙； 增加煤體的蓄水能力； 水分蒸發(fā)吸熱降溫。實(shí)質(zhì)是降低煤在低溫時的氧化速度，延長煤的自燃發(fā)火期。（三）阻化劑材料和濃度選擇目前國內(nèi)外使用的阻化劑大致有：吸水鹽類阻化劑（如氯化鈣、氯化鎂、巖鹽），石灰水、水玻璃，亞磷酸脂，多種表面活性劑，四硼酸氫銨、碳酸銨飽和懸浮液。（1）阻化材料選擇。（2）藥液濃度。（四）阻化防火工藝1. 壓注阻化劑（1）壓注工藝。（2）注液量。2. 汽霧阻化（1）汽霧阻化系統(tǒng)。（2）噴霧

19、量3. 噴灑阻化劑四、惰氣防滅火（一）注氮防滅火技術(shù)1. 氮?dú)夥罍缁饳C(jī)理與惰化指標(biāo)1) 氮?dú)夥罍缁饳C(jī)理(l）采空區(qū)內(nèi)注入大量高濃度的氮?dú)夂?，氧氣濃度相對減小，氮?dú)獠糠值靥娲鯕舛M(jìn)入到煤體裂隙表面，這樣煤表面對氧氣的吸附量便降低，在很大程度上抑制或減緩了遺煤的氧化放熱速度；(2）采空區(qū)注入氮?dú)夂?，提高了氣體靜壓，降低了漏入采空區(qū)的風(fēng)量，減少了空氣與煤炭直接接觸的機(jī)會；( 3 ）氮?dú)庠诹鹘?jīng)煤體時，吸收了煤氧化產(chǎn)生的熱量，可以減緩煤升溫的速度和降低周圍介質(zhì)的溫度，使煤的氧化因聚熱條件的破壞而延緩或終止。2) 注氮防滅火惰化指標(biāo)(1）采空區(qū)惰化氧濃度指標(biāo)不大于煤自燃臨界氧濃度,一般氧含量應(yīng)小于710

20、。(2）惰化滅火氧濃度指標(biāo)不大于3。(3）惰化抑制瓦斯爆炸氧濃度指標(biāo)小于12 。2. 制氮方法3. 注氮防滅火工藝1) 開放式注氮（1）埋管注氮。（2）拖管注氮。2) 封閉式注氮（1）旁路注氮。(2）鉆孔注氮。(3）插管注氮。(4）墻內(nèi)注氮。4. 防止采空區(qū)氮?dú)庑孤┑拇胧?）直接堵漏措施。常見的采空區(qū)直接堵漏措施是每隔一定距離在采空區(qū)上隅角壘砂袋、注漿或噴涂聚氨脂等。（2）均壓措施。均壓措施則是利用均壓的原理，降低工作面兩端（即進(jìn)、回風(fēng)側(cè)）壓差，從而減少漏風(fēng)，起到防止或減少采空區(qū)氮?dú)庑孤┑淖饔?。五、泡沫防滅?一) 機(jī)械泡沫我國常見的為高倍數(shù)空氣機(jī)械泡沫，它是用高倍數(shù)泡沫劑和壓力水混合，在強(qiáng)

21、力氣流的推動下形成的。它的形成借助于一套發(fā)射裝置，其工藝系統(tǒng)如圖2-5-4所示。圖2-5-4 高倍數(shù)泡沫滅火裝置1風(fēng)機(jī)；2泡沫發(fā)射器，3潛水泵；4管路；5泡沫劑；6水桶；7噴嘴，8棉線網(wǎng)；9水管；10水柱計(jì)；11密閉（二）化學(xué)惰氣泡沫化學(xué)惰泡是由兩種藥劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的。生成物中的惰氣可以窒息火區(qū)，而泡沫則可以吸熱降溫。此外，化學(xué)惰泡的藥液，還具有較高的阻化能力。當(dāng)化學(xué)惰泡撲滅煤炭自燃火災(zāi)后，惰泡溶液存留在殘煤上，可以有效地抑制殘煤的復(fù)燃，從而達(dá)到防火的目的。 (三)無機(jī)固體三相泡沫1. 無機(jī)固體三相泡沫的形成機(jī)理無機(jī)固體三相泡沫由氣源、泡沫液、無機(jī)固體粉末組成，其形成過程極為復(fù)雜。氣源可

22、以是空氣，也可以是惰氣。泡沫液由水添加起泡劑、穩(wěn)定劑、懸浮劑等組成。無機(jī)固體干粉包括：固體廢棄物（粉煤灰、矸石粉等）、起固結(jié)作用的水泥及添加劑等惰性粉料。其中泡沫液和氣源提供的氣體共同產(chǎn)生兩相泡沫作為固體粉末載體，由無機(jī)固體粉末固結(jié)提供骨架支撐而形成有一定強(qiáng)度的固態(tài)泡沫體，從而使三相泡沫不收縮，不破壞，以達(dá)到使用的目的。2. 無機(jī)固體三相泡沫的特點(diǎn)(1）堵漏風(fēng)效果好，防滅火效果明顯，適用于煤礦井下各種堵漏風(fēng)的防滅火；(2）防火泡沫流動性好，堵漏風(fēng)充填可靠，滅火泡沫膠凝早，強(qiáng)度增長快，強(qiáng)度高，適宜巷道空洞直接堆積垛起，可快速熄滅高頂火災(zāi)；(3）材料易取，成本降低；(5）安全性、環(huán)保性好。氨類凝膠

23、等物質(zhì)有毒有味，固體有機(jī)高分子泡沫有毒、易燃、安全性差，而無機(jī)固體三相泡沫無毒、無味、無污染、不燃燒，系綠色防滅火材料。3. 無機(jī)固體三相泡沫物理性能調(diào)控4. 無機(jī)固體三相泡沫的充填工藝1) 高冒頂充填作業(yè)工藝,如圖2-4-11所示。圖2-4-11 高冒頂空洞充填示意圖2) 沿空側(cè)空洞充填圖2-4-12 沿空側(cè)空洞充填示意圖作業(yè)工藝如圖2-4-12所示，由于無機(jī)固化三相泡沫有良好的堆積性能，可手持膠管向空洞內(nèi)直接充填，無需其它準(zhǔn)備工作。第五節(jié) 礦井火災(zāi)處理一、 發(fā)生礦井火災(zāi)時應(yīng)采取的措施（一）撤出及救護(hù)災(zāi)區(qū)人員煤礦井下發(fā)生火災(zāi)時，礦領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)人員的首要任務(wù)是保護(hù)井下人員的安全，應(yīng)迅速從危險(xiǎn)區(qū)撤

24、出與救災(zāi)無關(guān)的人員，同時采取一定的通風(fēng)措施防止風(fēng)流逆轉(zhuǎn)。（二）偵察火區(qū)火災(zāi)發(fā)生后，應(yīng)立即派出礦山救護(hù)隊(duì)和輔助救護(hù)隊(duì)人員偵察火區(qū)。首先偵察是否有遇難人員，弄清火源的地點(diǎn)，火災(zāi)的性質(zhì)及火災(zāi)的范圍。為采取有效的滅火措施提供依據(jù)。同時，切斷火區(qū)電源，派專人量風(fēng)測氣，觀察頂板動態(tài)，注意風(fēng)流的變化，防止事故擴(kuò)大。二、風(fēng)流控制礦井發(fā)生火災(zāi)時，造成風(fēng)流混亂的一個很重要的原因是火災(zāi)形成的火風(fēng)壓?；痫L(fēng)壓的作用方向可能與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓方向相同，使礦井總風(fēng)量增加；也可能與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓方向相反，使礦井總風(fēng)量減少。此外，火風(fēng)壓還可能造成井下局部地區(qū)或全礦井的風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，破壞礦井正常的通風(fēng)系統(tǒng)，給礦井帶來極大危害。1風(fēng)流紊亂防治基

25、本技術(shù)途徑根據(jù)不同形式風(fēng)流紊亂的原因和機(jī)理，防止風(fēng)流紊亂防治基本技術(shù)措施如下：（1）防止上行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓導(dǎo)致旁側(cè)風(fēng)路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的主要措施： 降低火風(fēng)壓； 保持主要通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)； 采用打開風(fēng)門、增加排煙通路等措施減小排煙路線上的風(fēng)阻。（2）防止下行風(fēng)路火風(fēng)壓導(dǎo)致主干風(fēng)路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的措施：減小火勢，降低火風(fēng)壓；增大主要通風(fēng)機(jī)分配到該分支上的壓力。（3）防止風(fēng)流逆退的基本措施是：減小主干風(fēng)路排煙區(qū)段的風(fēng)阻；在火源的下風(fēng)側(cè)使煙流短路排至總回風(fēng)；在火源的上風(fēng)側(cè)、巷道的下半部構(gòu)筑擋風(fēng)墻，迫使風(fēng)流向上流，并增加風(fēng)流的速度（如圖2-5-1）。擋風(fēng)墻距火源5m 左右；也可在巷道中安帶調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)障，以增加風(fēng)速（

26、圖2-5-2）。圖2-5-1 擋風(fēng)墻圖2-5-2 風(fēng)障2、火災(zāi)時常用的幾種通風(fēng)制度（1)維持正常通風(fēng)，穩(wěn)定風(fēng)流。（2)停風(fēng)機(jī)。（3)反風(fēng)。全礦反風(fēng)。區(qū)域性反風(fēng)。局部反風(fēng)。（4)風(fēng)流短路。三、消滅礦井火災(zāi)的方法（一） 介質(zhì)滅火法1用水滅火用水滅火，簡單易行，經(jīng)濟(jì)有效。其作用和注意事項(xiàng)如下：（1）水的滅火作用。（2）用水滅火的注意事項(xiàng)供水量要充足，否則，高溫火源會使水分解成氫, 氫和一氧化碳混合氣體（又稱水煤氣）具有爆炸性，帶來新的危險(xiǎn)；確保正常通風(fēng)，使排除火煙和水蒸氣的風(fēng)路暢通；當(dāng)火勢旺時，應(yīng)先將水流射向火源外圍,不要直射火源中心； 水能導(dǎo)電，因此，用水撲滅電器火災(zāi)時，應(yīng)先切斷電源，然后滅火；

27、水比油重，因此，水不能撲滅油類火災(zāi)。2用砂子（或巖粉）滅火把砂子（或巖粉）直接撒在燃燒物體上能隔絕空氣，將火撲滅。3用便攜式滅火器滅火（1）泡沫滅火器，如圖2-5-3所示。（2）干粉滅火器。（二）隔絕滅火法圖2-5-3 泡沫滅火器1機(jī)身；2 機(jī)蓋；3玻璃瓶；4鐵架；5噴嘴；6堿性藥液；7酸性藥液1封閉火區(qū)的原則封閉火區(qū)的原則是：“密、小、少、快”四字。2封閉火區(qū)的方法封閉火區(qū)的方法分為三種：(1)鎖風(fēng)封閉火區(qū)。(2)通風(fēng)封閉火區(qū)。(3)注惰封閉火區(qū)。3防火墻的類型(1）臨時防火墻(2）永久防火墻(3）耐爆防火墻（圖2-5-5）。圖2-5-5 水砂充填耐爆防火墻1秫秸簾子；2磚墻，3充填管；4觀

28、測孔；5注漿管；6 放水管；7返水池4建立防火墻的順序和注意事項(xiàng)（1）建立防火墻的順序就封閉進(jìn)回風(fēng)側(cè)密閉墻的順序而言，目前基本上有兩種：一是先進(jìn)后回（又稱為先入后排），二是進(jìn)回同時。（2）高瓦斯礦井封閉火區(qū)的注意事項(xiàng)（三）混合滅火法混合滅火法就是先用防火墻將火區(qū)封閉，然后再采取其它滅火手段，如灌漿、調(diào)節(jié)風(fēng)壓和充入惰性氣體等加速火的熄滅。四、高瓦斯礦井火災(zāi)的處理（1）上、下山和運(yùn)輸平巷發(fā)火時，如果在火源的上風(fēng)側(cè)有掘進(jìn)頭和廢巷，應(yīng)將積存瓦斯的巷道嚴(yán)密封堵。在火源的下風(fēng)側(cè)有冒高、廢巷和掘進(jìn)頭積聚瓦斯時，對滅火人員威脅最大，為防止瓦斯爆炸應(yīng)果斷封閉火區(qū)，或者進(jìn)行局部反風(fēng)，將這些瓦斯庫封閉后，再組織滅火

29、。（2）處理高瓦斯礦高冒處火災(zāi)時，必須在噴霧水槍的掩護(hù)下（迫使火源局限在高冒處），在火源的下風(fēng)側(cè)設(shè)水幕，然后在高冒處兩端用水槍滅火。（3）處理高瓦斯礦井獨(dú)頭巷道火災(zāi)時，不能停風(fēng)，要在保持正常通風(fēng)或加大風(fēng)量的條件下處理火災(zāi)。（4）當(dāng)直接滅火無效或不可能時，應(yīng)封閉火區(qū)，但應(yīng)該嚴(yán)格遵循高瓦斯礦井封閉火區(qū)建立防火墻的順序和注意事項(xiàng)。五、火區(qū)的管理與啟封（一）火區(qū)的管理1、繪制火區(qū)位置關(guān)系圖、建立火區(qū)卡片對于每一個火區(qū)，都必須建立火區(qū)管理卡片。火區(qū)卡片包括以下內(nèi)容。（1）火區(qū)登記表?；饏^(qū)登記表中應(yīng)詳細(xì)記錄火區(qū)名稱、火區(qū)編號、發(fā)火時間、發(fā)火原因、發(fā)火時的處理方法以及發(fā)火造成的損失，并繪制火區(qū)位置圖。（2）火區(qū)灌注滅火材料記錄表?；饏^(qū)灌注滅火材料記錄表用于詳細(xì)記錄向火區(qū)灌注黃泥漿、河砂、粉煤灰、凝膠、惰泡、惰氣以及其它滅火材料的數(shù)量和日期，并說明施工位置、設(shè)備和施工過程等情況。（3）防火墻觀測記錄表。防火墻觀測記錄表用于說明防火墻設(shè)置地點(diǎn)、材料、尺寸以及封閉日期等情況，并詳細(xì)記錄按規(guī)定日期觀測到的防火墻內(nèi)氣