矿井通风与环保第十章.ppt

矿井通风与环保,第十章矿山生产的防火,10.1概述10.1.1矿山火灾的分类与性质火灾通常把违背人们意愿而发生的非控制性燃烧，称之为火灾。火灾往往造成巨大的经济损失和重多的人员伤亡，造成不良的社会影响。矿山火灾是指矿山企业内所发生的火灾。根据火灾发生的地点不同，可分为地面火灾和井下火灾两种。凡是发生在矿井工业场地的厂房、仓库、井架、露天矿场、矿仓、贮矿堆等处的火灾，称为地面火灾。凡是发生在井下硐室、巷道、井筒、采场、井底车场以及采空区等地点的火灾，称为井下火灾。由于地面火灾的火焰或由它所产生的火灾气体、烟雾随同风流进入井下，威胁到矿井生产和人工安全的，也叫井下火灾。,井下火灾与地面火灾不同，井下空间有限，供氧量不足，假如水源不靠近通风风流，则火灾只能在有限的空气流中缓慢地燃烧，没有地面火灾那么大的火焰，但却生成大量有害毒气由于井下空间小，即使产生有害气体不多，也有可能达到危害生命的程度，这是井下火灾易于造成重大事故的一个重要原因。另外，发生在采空区或矿柱内的自燃火灾，是在特定条件下，由矿岩氧化自热转为自燃的。,根据发生的原因，火灾可分外因火灾和内因火灾两种。1外因火灾也称外源火灾是由外部各种原因引起的火灾。例如1明火包括火柴点火，吸烟、点焊、氧焊、明火灯等所引燃的火灾；2油料包括润滑油、变压器油、液压没备用油、柴油设备用油、维修设备用油等在运输、保管和使用时所引起的火灾；3炸药在运输、加工和使用过程中所引起的火灾；4机械作用包括摩擦、振动、冲击等所引起的火灾；5电气设备包括动力线、照明线、变压器、电动设备等的绝缘损坏和性能不良引起的火灾。,2内因火灾也称自燃火灾是由矿岩本身的物理和化学反应热所引起的。内因火灾的形成除矿岩本身有氧化自燃特点外，还必须有聚热条件，当热量得到积聚时，必然会产生提温现象，温度的升高又导致矿岩的加速氧化，形成恶性循环，当温度达到该种物质的发火点时，则导致自燃火灾的发生。内因火灾的初期阶段通常只是缓慢地增高井下空气温度和湿度，空气的化学成分发生很小的变化，一般不易被人们所发现，也很难找到火源中心的准确位置，因此，扑灭此类火灾比较困难。内因火灾燃烧的延续时间比较长，往往给井下生产和工人的生命安全造成潜在威胁，所以防止井下内因火灾的发生与及时发现控制灾情的发展有着十分重要的意义。,从选用灭火剂的角度出发，消防上根据物质及其燃烧特性对火灾进行如下分类Ａ类火灾，煤炭、木材、橡胶、棉、毛、麻等含碳的固体可燃物质燃烧形成的火灾称为A类火灾。Ｂ类火灾，指汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、丙酮等可燃液体燃烧形成的火灾。Ｃ类火灾，指煤气、天燃气、甲烷、乙炔、氢气等和可燃气体燃烧形成的火灾。Ｄ类火灾，象钠、钾、镁等可燃金属燃烧形成的火灾。其特点是火源温度高。除上述常用分类方法外，还有按火源特性，可分为原生火灾与再生火灾等,10.1.2矿山火灾的危害矿山火灾是采矿生产中的一大灾害。它不但会破坏采矿工作的正常进展，恶化井下作业条件和污染地面大气，而且会使可采矿量降低和生产成本提高，还可能造成严重的人员伤亡事故。火灾发生以后所产生的一种自然负压，通常称为火风压，还司以使通过矿井的总风量增加或减少，也可以使一些风流反向流动，打乱通风系统。火灾气体除了对人体造成危害外，还会腐蚀井下的生产设备。,根据经验，金属矿山的自燃火灾是很难一次性扑灭的，即使扑灭了，遇条件适合又可能复燃，还会有新的火源产生。因此，凡有自燃火灾的矿床，防灭火工作就会是长期的，几乎要持续到矿床采完为止，所支付的直接防灭火费用是十分惊人的。此外，对采场高温矿石的烧结悬顶和硫化矿粉尘爆炸所引起的高温气浪应高度重视。另外，高温矿石的装药爆破所引起的炸药自爆也是造成伤亡事故的原因，不少矿山都发生过这样的事故。,矿山防灭火研究的内容矿山火灾防治是一项系统工程，其理论与技术的研究内容应围绕一个目标和三个问题。一个目标就是防止矿井火灾发生，对于已发生的火灾要防止其扩大并最大限度地减小火灾中的人员伤亡和经济损失。三个问题是一火灾是如何发生的其内容主要是研究矿井火灾的类型及其产生的原因、条件以及各类火灾发生过程和特点，这是防灭火的理论基础；二如何防止火灾发生包括火源预测、火灾预防和预报技术；三火灾发生后如何进行及时而有效的控制和处理。,10.1.3外因火灾的发生原因物质燃烧的充要条件物质燃烧是一种伴有放热、发光的快速氧化反应。发生燃烧必须具备的充要条件是１、必要条件１）有充足的可燃物；２）有助燃物存在。凡是能支持和帮助燃烧的物质都是助燃物。常见的助燃物是含一定氧浓度的空气。３）具有一定温度和能量的火源。２、充分条件１）燃烧的三个必要条件同时存在，相互作用；2）可燃物的温度达到燃点，生成热量大于散发热量。如果把燃烧比着一个由链体组成的圆环，则三要素是组成圆环的三个链体。如果组成圆环的三个链体缺少一个，或三个链体不相互连结，则将不能构成圆环，即缺少燃烧三要素之一，或三要素不相互作用，则不能形成火灾。,火源可分为显火源和潜火源两种。所谓显火源即是以明火、高温的表面或灼热的物体的形式显露于空间，可燃物一旦与其接触即可发生燃烧。如气焊和电焊产生的高温焊碴、燃着的香烟头等皆属于此类。所谓潜热源即是平时处于常温状态，在一定的外部条件下（人员操作失误、设备零件故障、安全装置失效等原因）有可能产生火花、放出热量和转化为高温热源。如具有短路危险的电缆接头、作高速相对运动的两固体接触面、不合格的炸药爆破等都属于潜热源。,在我国非煤矿山中，矿山外因火灾绝大部分是由木支架与明火接触，电气线路、照明和电气设备的使用和管理不善，在井下违章进行焊接作业，使用火焰灯。吸烟或无意、有意点火等外部原因所引起的。随着矿山机械化、自动化程度的提高，因电气原因所引起的火灾比例会不断增加，这就要求在设计和使用机电设备时，应严格遵守电气防火条例，防止因短路、过负荷、接触不良等原因引起火灾。矿山地面火灾则主要是由违章作业、粗心大意所致。如上所述，火灾的危害是严重的，地面火灾可能损失大量物资并影响生产。井下火灾比地面火灾危害更大，井下工人不但在火源附近直接受到火焰的威胁，而且距火源较远的地点，由于火焰随风流扩散带有大量有毒有害和窒息性气体，使工人的生命安全受到严重威胁，往往酿成重大或特大伤亡事故。近年来，由于井下着火引起的炸药燃煤、爆炸的事故也时有发生，造成严重的人员伤亡和财产损失。,10.1.3.1明火引起的火灾与爆炸在井下使用电石灯电石灯的发光原理就是利用电石即碳化钙与水反应生成乙炔，点燃以后乙炔燃烧发光照明，吸烟或无意、有意点火所引起的火灾占有相当大的比例。电石灯火焰与蜡纸、碎木材、油棉纱等可燃物接触，很容易将其引燃，如果扑灭不及时，便会酿成火灾。非煤矿山井下，一般不禁止吸烟，未熄灭的烟头随意乱扔，遇到可燃物是很危险的。据测定结果香烟在燃烧时，中心最高温度可达650～750℃，表面温度达350～450℃。不要小看这个小小的火源，如果被引燃的可燃物是容易着火的，而且外在有风流，就很可能酿成火灾。冬季的北方矿山在井下点燃木材取暖，会使风流污染，有时造成局部火灾。一个术支架燃烧所产生的一氧化碳就足够在一段很长的巷道中引起中毒或死亡事故。,10.1.3.2爆破作业引起的火灾爆破作业中发生的炸药燃烧及爆破原因引起的硫化矿尘燃烧、木材燃烧，爆破后因通风不良造成可燃性气体聚集而发生燃烧、爆炸都属爆破作业引起的火灾。这类燃烧事故时有发生，造成人员伤亡和财产损失。其直接原因可以归纳为1在常规的炮孔爆破时，引燃硫化矿尘。2某些采矿方法如崩落法采场爆破产生的高温引燃采空区的术材。3大爆破时，高温引燃黄铁矿粉末、黄铁矿矿尘及木材等可燃物。4爆破产生的碳氢化合物等可燃性气体积聚到一定浓度，遇摩擦、冲击或明火，便会发燃烧甚至爆炸。一氧化碳、硫化氯、氢气、沼气及其他不饱和碳氢化合物的爆炸界限如表l0-1所示。,必须指出炸药燃烧不同于一般物质的燃烧，它本身含有足够的氧，无需空气助燃，燃烧时没有明显的火焰，而是产生大量有毒有害气体。燃烧初期，产生大量氮氧化物，表面呈棕色，中心呈白色。氮氧化物的毒性比CO更为剧烈，严重者可引起肺水肿造成死亡，所以在处理炮烟中毒患者时，要分辨清楚是哪种气体中毒。在井下空问有限的条件下，炸药燃烧时生成的大量气体，因膨胀、摩擦、冲击等原因产生巨大的响声。,10.1.3.3焊接作业引起的火灾在矿山地面、井口或井下进行氧焊、切割及点焊作业时，如果没有采取可靠的防火措施，由焊接、切割产生的火花及金属熔融体遇到木材、棉纱或其他可燃物，便可能造成火灾。特别是比较干燥的木支架进风井筒进行提升设备的检修作业，或其他动火作业，因切割、焊接产生火花及金属熔融体未能全部收集而落人井筒，又没有用水将其熄灭，便很容易引燃木支架或其他可燃物，若扑灭不及时，往往酿成重大火灾事故。据测定结果，焊接、切割时飞散的火花及金属熔融体碎粒的温度高达1500～2900℃，其水平飞散距离可达10m，在井筒中下落的距离则可大于10m。由此可见，这是一种十分危险的引火源。,10.1.3.4电气原因引起的火灾电气线路、照明灯具、电气设备的短路及过负荷，容易引起火灾。电火花、电弧及高温赤热导体引燃电气设备、电缆等的绝缘材料极易着火。有的矿山用灯泡烘烤爆破材料或用电炉、大功率灯泡取暖、防潮、引燃了炸药或木材，往往造成严重的火灾、中毒、爆炸事故。当用电发生过负荷时，导体发热容易使绝缘材料烤干、烧焦，并失去其绝缘性能，使线路发生短路，遇到可燃物时，极易造成火灾。带电设备元件的切断、通电导体的断开及短路现象发生都会形成电火花及明火电弧，瞬间达到1500～2000℃以上的高温，而引燃其他物质。井下电气线路特别是临时线路接触不良，接触电阻过高是造成局部过热引起火灾的常见原因。,用白炽灯泡烘烤爆破材料，用大功率电灯泡、电炉取暖，烘烤物件防潮曾发生多次火灾事故。白炽灯泡的表面温度40w以下的为70～90℃，60～500W的为80～110℃，1000W以上的为100～130℃，当白炽灯泡打破而灯丝未断时，钨丝最高温度可达2500℃左右，这些都构成引火源，引起火灾发生。随着矿山机械化、自动化程度不断提高，电气设备、照明和电器线路更趋复杂。电器保护装置的选择、使用、维护不当，电器线路敷设混乱往往是引起火灾的重要原因之一。,10.1.4内因火灾的发生原因10.1.4.1矿岩自燃的一般机理堆积的含硫硫矿物或碳质页岩与空气接触时．会发生氧化而放出热量。若氧化生成的热量大于向周围散发的热量时．则该物质能自行增高其温度，这种现象就称为自热。随着温度的升高，氧化加剧，同时放热能力也因而增高。如果这个关系能形成热平衡状态，则温度停止上升，自热现象中止，并且通常在若干时间后即开始冷却。但有时在一定外界条件下，局部的热量可以积聚，物质便不断加热，直到其着火温度，即引起自燃。如果物质在氧化过程中所产生的热量低于周围介质所能散发的热量．则无升温自热现象。,物质的自热、自燃与否都是由下列三个基本因素决定的1该可燃物质的氧化特性；2空气供给的条件；3可燃物质在氧化或燃烧过程中与周围介质热交换的条件。第一个因素是属于物质发生自燃的内在因素，仅取决于物质的物理化学性能；而后两个因素则是外在因素。,硫化矿在成矿过程中，由于温度和压力的不同往往存在同一矿床中有多种类型的矿物。由于成矿后长期的淋漓、风化等物理化学作用，同一矿物也会随之出现结构构造差异很大的情况。在同一矿床中，由于各种矿物内在性质的不同，进行硫化矿床自燃火灾原因的研究，必须首先对每一类型的矿石做深入细致的试验研究，从中找出有自燃倾向性的矿石。矿体顶板岩层为含硫碳质页岩特别是黄铁矿在碳质页岩中以星状态存在时，当顶板岩层被破坏后，黄铁矿和单质碳与空气接触也同样可以产生氧化自热到自燃的现象。,任何一种矿岩自燃的发生，即为矿岩的氧化过程，在此整个过程中，由于氧化程度的不同，必然呈现出不同的发展阶段，因此可把矿岩自燃的发生划分为氧化、自热和自燃三个阶段。这三个阶段可用矿岩的温升来表示和划分，根据矿岩从常温到自燃整个温升过程的激化程度，可定为常温至100℃矿岩水分蒸发界限为低温氧化阶段；100℃至矿岩着火温度为高温氧化阶段；矿岩着火温度以上为燃烧阶段。任何一种矿岩的自燃必须经过上述温升的三个阶段，因而矿岩是否属于自燃矿岩，必须根据温升的三个阶段来确定。由于矿岩氧化是随着温度的升高而加剧的，因此，任何设法控制矿岩温度不高于100℃是防止矿岩自燃的关键。但要做到这一点，难度也是很大的。,10.1.4.2地质条件与内因火灾的关系,在大气和地下水的长期作用下，一般硫化矿床都具有垂直成带性，即自上而下呈氧化带、次生富集带和原生带。其主要化学变化包括氧化、溶解及富集，金属矿物就地变成氧化物等。其中黄铁矿起着重要作用，其他金属硫化物亦参与反应，生成各种硫酸盐。图10-1表示硫化铜矿床由于氧化作用的发展，矿物向富集带转移的一般形式。,以安徽铜官山矿松树山区为例，矿物次生富集带又可分为三个亚带，即次生氧化富集亚带、半氧化矿石亚带、次生硫化富集亚带。由于经受长期氧化，后两个亚带的矿石氧化活性很强，在被开采揭露后，随着大量空气进入，氧化过程立刻加速进行，在适当条件下就可能发生自燃。该区90％的火灾均发生在两个亚带内。,地质断层、褶皱和接触破碎带与内因火灾也有密切的关系。在断层、褶皱破碎带和矿岩接触破碎带中往往出现硫化物的富集，同时由于地下水和少量空气存在，硫铁矿经历了漫长的氧化过程，生成大量硫酸和硫酸盐。当得到氧化所需足够的氧气时，氧化速度极快，因而容易引起内因火灾。,10.1.4.3矿物组分与内因火灾的关系硫化矿床中含有多种矿物成分，下面介绍与内因火灾有关的矿物组分。1原生黄铁矿在氧化过程中，黄铁矿首先是与空气中的氧或水中的流离氧发生吸附作用，继而与氧发生反应。反应过程均伴有黄铁矿的胶化过程。但反应速度相当缓慢。在室温条件下，将300g黄铁矿粉放入用空气饱和的水中10个月，仅有0.2g发生了氧化作用。按反应式计算，只放出极少的热量。在生产实践中，也证明黄铁矿的氧化速度很慢。2胶状黄铁矿胶状黄铁矿是原生黄铁矿在长期氧化过程中的产物。其晶形已发生变化，是一种超细微粒，并含有10％以上的硫酸亚铁FeS04，其氧化速度大大高于原生黄铁矿，自燃点大大低于原生黄铁矿，是矿岩白燃中最危险的一种矿物。,3磁黄铁矿在氧和地下水的长期作用下，磁黄铁矿常常被氧化成白铁矿和胶状黄铁矿。它是一种较容易被氧化的产物，在降低酸度、还原六水硫酸铁[Fe2S043]和析出硫化氢H2S方面，要比其他任何一种普通硫化物都强得多。但磁黄铁矿的结构较致密，参与氧化的面积少，开采中的氧化自燃危险性并不比胶状黄铁矿大。另外磁黄铁矿在氧化过程中容易结块，妨碍氧气向内部进一步渗入，使氧化速度大大降低。可是，如采用大爆破方案回采，由于造成大量易氧化的极细粉矿，加上被崩落的矿石困出矿缓慢，在崩落区滞留时间过长，矿石自燃的危险性将增大。,4白铁矿白铁矿的构造类似于黄铁矿，化学成分亦相同，但晶体结构的对称程度却不同，属于斜方晶系。硬度及密度均较黄铁矿小，解离不完全。白铁矿较黄铁矿易氧化分解，因而在相同条件下氧化速度比黄铁矿快。5单质硫在常温下单质硫比较稳定，其着火温度为363℃。而在硫化物中伴生的单质硫或硫化矿物氧化后产生的单质硫，其着火温度可降低到200℃以下。由于每摩尔mol）硫燃烧时放出297.5kJ，虽然单质硫在硫化矿中的含量不多，但却可起到一种“引燃剂”的作用。另外，在惰性金属硫化矿床中除铁外通常伴有铜、铅、砷、锌等硫化矿物，这些矿物在硫化矿石的自燃中都起一定作用。而碳酸盐类矿物则起抑制作用。,10.1.4.4矿岩氧化自燃的主要影响因素矿岩氧化自燃的主要影响因素有1矿岩物理化学性质矿岩的物理化学性质对矿岩的自燃有着重要作用，属于该因素的主要有矿岩的物质组成和硫的存在形式、矿岩的脆性和破碎程度、矿岩的水分、pH值以及不同的化学电位。矿岩中的惰性物质尤其是碳酸盐类矿物对矿岩的自燃起抑制作用。,1矿岩的物质组成和硫的存在形式是决定矿岩自燃倾向的重要因素含硫量的多少不能作为衡量自燃火灾能否发生的判据，它只是与火灾规模有关系。因为各种矿岩的放热能力是随着矿岩中含硫量的增加而增加的。2矿岩的破碎程度对矿岩的氧化性有影响。松脆的和破碎程度大的矿岩，由于氧化表面积增大而加快其氧化速度；并且矿岩的破碎也降低了它的着火温度，所以变得更容易自燃。3水分和pH值对矿岩的氧化性有显著的影响，一般说湿矿岩的氧化速度要比干矿岩的快，pH值低的矿岩更容易氧化。4矿岩中常含有多种不同化学电位的物质。当矿岩在有水分参与反应的氧化过程中，各物质成分间因电位的不同将产生电流，因而加速了氧化作用。,2矿床赋存条件硫化矿床自燃与矿体厚度、斜角等有关系。矿体的厚度愈厚、倾角愈大，则火灾的危险性也愈大。因为急倾斜的矿体遗留在采空区的木材和碎矿石易于集中，矿柱易受压破坏，且采空区较难严密隔离。3供氧条件供氧条件是矿岩氧化自燃的决定因素。每摩尔mol二硫化亚铁黄铁矿FeS2和硫化亚铁FeS分别需要44.8L和22.4L的氧才能反应完全。在开采的条件下，为保证人员呼吸并将有毒有害气体、粉尘等稀释到安全规程规定的允许浓度以下，需要向井下送入大量新鲜空气，这些新鲜空气能使矿岩进行充分的氧化反应。但大量供给空气又能将矿石氧化所产生的热量带走，破坏了聚热条件。,4水的影响水能促进黄铁矿的胶化．是一种供氧剂，水过量时又是一种抑制剂。除水本身能带走热量外，水汽化时要吸收大量热，另一方面水的存在将发生化学反应。一般是一个不放热也不吸热的反应。当溶液的pH值不小于8时，此反应能在15～30min内完成。迅速生成的氢氧化铁[FeOH3]是一种胶状物，会使矿石产生胶结。5同时参与反应的矿量的影响参与反映的矿石和粉矿越多，自燃的危险性越大。反之，则危险性越小。此外，温度对自燃的影响是一个很重要的因素。因为矿岩的氧化自热是随着温度的升高而加快的。,10.2火灾的预防与扑灭中华人民共和国消防法规定第二条消防工作贯彻预防为主、防消结合的方针，按照政府统一领导、部门依法监管、单位全面负责、公民积极参与的原则，实行消防安全责任制，建立健全社会化的消防工作网络。所谓预防为主，即是在消防工作中坚持重在预防的指导思想，在设计、生产和日常管理工作中应严格遵守有关防火的规定，把防火放在首位。防消结合，即是在预防的同时积极做好灭火的物质和技术准备。第四条国务院公安部门对全国的消防工作实施监督管理。县级以上地方人民政府公安机关对本行政区域内的消防工作实施监督管理，并由本级人民政府公安机关消防机构负责实施。军事设施的消防工作，由其主管单位监督管理，公安机关消防机构协助；矿井地下部分、核电厂、海上石油天然气设施的消防工作，由其主管单位监督管理。,10.2.1外因火灾的预防与扑灭10.2.1.1地面火灾矿山的建构筑物和重要设备，应按建筑设计防火规范GBJl6和国家发布的其他有关防火规定，以及当地消防部门的要求，建立消防隔离设施，设置消防设备和器材。消防通道上不应堆放杂物。重要采掘设备，应配备灭火器材。设备加注燃油时，不应吸烟或采用明火照明。不应在采掘设备上存放汽油和其他易燃易爆材料，不应用汽油擦洗设备。木材场、防护用品仓库、炸药库、氢和乙炔瓶库、石油液化气站和油库等场所，应建立防火制度，采取防火措施，备足消防器材。,10.2.1.2井下火灾井下火灾的预防应按照安全规程有关条款的要求，其一般要求有1应结合湿式作业供水管道，设计井下消防水管系统。2井下消防供水水池容积应不小于200m3。管道规格应考虑生产用水和消防用水的需要。用木材支护的竖井、斜井及其井架和井口房、主要运输巷道、井底车场硐室，应设置消防水管。生产供水管兼作消防水管时，应每隔50-100m设支管和供水接头。3木材场、有自燃发火危险的排土堆、炉渣场，应布置在距离进风口常年最小频率风向上风侧80m以外。,4主要进风巷道、进风井筒及其井架和井口建筑物，主要扇风机房和压入式辅助扇风机房，风硐及暖风道，井下电机室、机修室、变压器室、变电所、电机车库、炸药库和油库等，均应用非可燃性材料建筑，室内应有醒目的防火标志和防火注意事项，并配备相应的灭火器材。5井下各种油类，应单独存放于安全地点。装油的铁桶应有严密的封盖。应采用输油泵或唧管输油，尽量减少漏油。储存动力油的硐室应有独立回风道，其储油量应不超过三昼夜的需用量。6井下输电线路和直接回馈线路通过木制井框、井架和易燃材料的部位，应采取有效的防止漏电或短路的措施。7在井下进行动火作业，应制定经主管矿长批准的防火措施。在井筒内进行焊接时，应派专人监护，焊接完毕应严格检查清理。在木结构井筒内焊接时，应在作业部位的下方设置收集火星、焊渣的设施，并派专人喷水淋湿和及时扑灭火星。8矿井发生火灾时，主扇是否继续运转或反风，应根据矿井火灾应急预案和当时的具体情况，由主管矿长决定。,10.2.1.3预防明火引起火灾的措施为防止在井口发生火灾和污风风流，禁止用明火或火炉直接接触的方法加热井内空气，也不准用明火烤热井口冻结的管道。井下使用过的废油、棉纱、布头、油毡、蜡纸等易燃物应放入盖严的铁桶内，并及时运至地面集中处理。在大爆炸作业过程中，要加强对电石灯、吸烟等明火的管制，防止明火与炸药及其包装材料接触引起燃烧、爆炸。不得在井下点燃蜡纸作照明，更不准在井下用木材生火取暖，特别对民工采矿的矿山，更要加强明火的管理。,10.2.1.4预防焊接作业引起火灾的措施在井口建筑物内或井下从事焊接或切割作业时，要严格按照安全规程执行和报总工程师批准，并制定出相应的防火措施。必须在井筒内进行焊接作业时，须派专人监护防火工作，焊接完毕后，应严格检查和清理现场。在木材支护的井筒内进行焊接作业时，必须在作业部位的下面设置接收火星、铁渣的设施，并派专人喷水淋湿，及时扑灭火星。在井口或井筒内进行焊接作业时，应停止井筒中的其他作业，必要时设置信号与井口联系以确保安全。,10.2.1.5预防爆破作业引起的火灾对于有硫化矿尘燃烧、爆炸危险的矿山，应限制一次装药量，并填塞好炮泥，以防止矿石过分破碎和爆破时喷出明火，在爆破过程中和爆破后应采取喷雾洒水等降尘措施。对于一般金属矿山，要按爆破安全规程要求，严格对炸药库照明和防潮设施的检查，应防止工作面照明线路短路和产生电火花而引燃炸药，造成火灾。无论在露天台阶爆破或井下爆破作业时，均不得使用在黄铁矿中钻孔时所产生的粉末作为填塞炮孔的材料。大爆破作业时，应认真检查运药线路，以防止电气短路、顶板冒落、明火等原因引燃炸药，造成火灾、中毒、爆炸事故。爆破后要进行有效的通风，防止可燃性气体局部积聚，达到燃烧或爆炸限，引起烧伤或爆炸事故。,10.2.1.6预防电气方面引起的火灾井下禁止使用电热器和灯泡取暖、防潮和烤物，以防止热量积聚而引燃可燃物造成火灾。应正确地选择、装配和使用电气设备及电缆以防止发生短路和过负荷。注意电路中接触不是、电阻增加发生热现象，应正确进行线路连接、电缆连接、灯头连接等。井下输电线路和直流回馈线路通过木质井框、井架和易燃材料的场所时，必须采取有效的防止漏电或短路的措施。变压器、控制器等用油，在倒入前必须很好干燥，清除杂质．并按有关规定与标准采样，进行理性化性质试验，以防引起电气火灾。严禁将易燃易爆器材放在电缆接头、铁道接头、临时照明线灯头接头或接地极附近，以免因电火花引起火灾。,矿井每年应编制防火计划。该计划的内容包括防火措施、撤出人员和抢救遇难人员的路线，扑灭火灾的措施，调度风流的措施，各级人员的职责等。防火计划要根据采掘计划、通风系统和安全出口的变动及时修改。矿山应规定专门的火灾信号，当井下发生火灾时，能够迅速通知各工作地点的所有人员及时撤离灾险区。安装在井口及井下人员集中地点的信号，应声光兼备。当井下发生火灾时风流的调度、主扇继续运转或反风，应根据防火计划和具体情况，作出正确判断，由安全部门和总工程师决定。距城市15km以上的大、中型矿山，应成立专职消防队。小型矿山应有兼职消防队。自燃发火矿山或有沼气的矿山应成立专职矿山救护队。救护队必须配备一定数量的救护设备和器材，并定期进行训练和演习。对工人也应定期进行自救教育和自救互救训练。矿山救护的主要设备有氧气呼吸器、自动苏生器、自救器等。,10.2.1.7外因火灾的扑灭无论发生在矿山地面还是井下的火灾，都应立即采取一切可能的方法直接扑灭，并同时报告消防、救护组织，以减少人员和财产的损失。对于井下外因火灾，要依照矿井防火计划，首先将人员撤离危险区，并组织人员，利用现场的一切工具和器材及时灭火。要有防止风流自然反向和有毒有害气体蔓延的措施。扑灭井下火灾的方法主要有直接灭火法、隔绝灭火法和联合灭火法。,直接灭火法是用水、化学灭火器、惰性气体、泡沫剂、沙子或岩粉等，直接在燃烧区域及其附近灭火，以便在火灾初起时迅速地灭火。水被广泛地应用于扑灭火灾，它能够降低燃烧物表面温度，特别是水分蒸发为蒸汽时冷却作用更大，水又是扑灭硝铵类炸药燃烧最有效的方法。1L常温25℃的水升高到100℃，可以吸收314kj热量．1L水转化为蒸汽时能吸收2635.5kj的热量，而1L水能够生成1700L蒸汽，水蒸气能够将燃烧物表面和空气中的氧隔离。足见水的冷却作用和灭火效果是很好的。为了有效地灭火，要用大量高压水流，由燃烧物周围向中心冷却。雾状水在火区内很快变成蒸汽，使燃烧物与氧气隔离，效果更好。在矿山，可以利用消防水管、橡胶水管、喷雾器和水枪等进行灭火。,化学灭火器包括酸碱溶液泡沫灭火器、固体干粉灭火器、滇氟甲烷灭火器和二氧化铁气体灭火器。酸碱溶液泡沫灭火器是一种常见的灭火器，由酸性溶液硫酸、硫酸铝和碱性溶液碳酸氢钠在灭火器中相互作用，形成许多液体薄膜小气泡，气泡中充满二氧化碳气体，能降低燃烧物表面温度，隔绝氧气，二氧化碳有助于灭火，泡沫的密度与水比为17，体积为溶液的7倍，适用于扑灭固体、可燃液体的火灾，喷射距离8～10m，喷射持续时间1.5min。干粉灭火器是用二氧化碳气体的压力将干粉物质磷酸铵粉末喷出，二氧化碳被压缩成液体保存于灭火器中，适用于电气火灾。灭火用的二氧化碳可以用气状的，也可以用雪片状的。将液体状的二氧化碳装入灭火器的钢瓶中，在其压力作用下由喷射器喷出。这种灭火器不导电、毒性小、不损坏扑救对象，能渗透于人难进入的空间，灭火效果较好，适用于易燃液体火灾。,用沙子火岩粉作灭火材料，来源广泛，使用简单。为阻止空气流入燃烧物附近并扑灭火灾，仅需要撒上一层介质覆盖于燃烧物表面即可，适用于电气火灾及易燃液体火灾初起阶段。灭火手雷和灭火炮弹是一种小型的、简单的干粉式灭火工具，内装磷酸二氢铵和磷酸氢二铵，利用冲击、隔离和化学作用达到灭火目的，对于井下较小的初起火灾有一定效果。高倍数泡沫灭火是利用起泡性能很强的泡沫液，在压力水作用下，通过喷嘴均匀喷洒到特制的发泡网上，借助于风流的吹动，使每个网孔连续不断形成气液集合的泡体，每个泡体都包裹着一定量的空气，使其原液体积成百或上千倍地膨胀即通常所说的高倍数泡沫。主要灭火原理是隔绝、降温、使火灾窒息，并能阻止火区热对流、热辐射及火灾蔓延。可以在远离火区的安全地点进行扑救工作。扑灭大型明火火灾，灭火速度快、威力大、水渍损失小、灭火后恢复工作容易。目前高倍数泡沫灭火对国外矿山和我国煤矿山是一种很有效的灭火手段。,惰性气体灭火是利用惰性气体的窒息性能，抑制可燃物质的燃烧、爆炸或引燃，经验证明它是一种扑灭大型火灾的有效灭火方法。目前国内外生产惰性气体的方法主要有液氮和燃油除氧法两种。液氮成本较高，来源不广，大量使用有一定困难。燃油除氧产生惰性气体的方法成本低，燃料来源广，工艺简单，是一种有发展前途的灭火方法。其原理是以民用煤油为燃料，在自备风机供风条件下，通过启动点火，燃油喷嘴适量喷油，在特制的燃烧室内进行剧烈的氧化反应。高温燃烧产物即惰性气体。其主要成分是供风中的N2，供风中的O2和燃料中的c氧化反应，主要生成物CO2、CO等。经水套烟道喷水冷却，便得到符合灭火要求的惰性气体。各类灭火剂适用范围见表10-2。,10.2.2内因火灾的预防与扑灭能尽早而又准确地识别矿井走因火灾的初期征兆，对于防止火灾的发生和及时扑灭火灾都具有极其重要的意义。10.2.2.1火灾孕育期的外部征兆火灾孕育期的外部征兆是指人的感觉器官能直接感受到的征兆，属于此类的有1矿物氧化时生成的水分会增加空气的湿度。在巷道内能看到有雾气或巷道壁“出汗”，这是火灾孕育期最早的外部特征，但并不是唯一可靠的。在平时，还能从地面的岩石裂缝或井口冒出水蒸气或刺鼻烟气，在冬季则有冰雪融化现象。,2在硫化矿井中，当硫化物氧化时出现二氧化硫强烈的刺激性臭味，这种臭味是矿内火灾将要发生的较可靠的征兆。3人体器官对不正常的大气会有不舒服的感觉，如头痛、闷热、裸露皮肤微痛、精神感到过度兴奋或疲乏等。但这种感觉不能看作是火灾孕育期的可靠征兆。4井下温度增高。上述火灾外部征兆的出现已是矿物或岩石在氧化自热过程相当发达的阶段，因此，为了鉴别自燃火灾的最早阶段，尚需利用适当的仪器进行测定分析。,10.2.2.2内因火灾的预防方法A预防内因火灾的管理原则1对于有自燃发火可能的矿山，地质部门向设计部门所提交的地质报告中必须要有“矿岩自燃倾向性判定”内容。2贯彻以防为主的精神，在采矿设计中必须采取相应的防火措施。3各矿山在编制采掘计划的同时，必须编制防灭火计划。4对于自燃发火矿山尽可能掌握各种矿岩的发火期，采取加快回采速度的强化开采措施，每个采场或盘区争取在发火期前采完。但是，由于发火机理复杂影响因素多，实际上很难掌握矿岩的发火期。,B开采方法方面的防火措施对开采方法方面的防火要求是务必使矿岩在空间上和在时间上尽可能少受空气氧化作用以及万一出现自热区时易于将其封闭。为此，应采取以下主要措施1采用脉外巷道进行开拓和采准．以便易于迅速隔离任何发火采区。2制定合理的回采顺序。3矿石有自燃倾向时，必须考虑下述因素1矿石的损失量及其集中程度；2遗留在采空区中的木材量及其分布情况；3对采空区封闭的可能性及其封闭的严密性；4提高回采强度，严格控制一次崩矿量。其中前两个因素和回采强度以及控制崩矿量尤为重要。4在经济合理的前提下，尽量采用充填采矿法。此外，及时从采场清除粉矿堆，加强顶板和采空区的管理工作也是值得注意的。,C矿井通风方面的防火措施实践表明，内因火灾的发生往往是在通风系统紊乱、漏风量大的矿井里较为严重。所以有自燃危险的矿井的通风必须符合下列主要要求1应采用扇风机通风，不能采用自然通风，而且，扇风机风压的大小应保证使不稳定的自然风压不发生不利影响；应使用防腐风机和具有反风装置的主扇，并须经常检查和试验反风装置及井下风门对反风的适应性。2结合开拓方法和回采顺序，选择相应的合理的通风网路和通风方式，以减少漏风；各工作采区尽可能采用独立风流的并联通风，以便降低矿井总风压。减少漏风量以及便于调节和控制风流。实践证明，矿岩有自燃倾向的矿井采用压抽混合式通风方式较好。,3加强通风系统和通风构筑物的检查和管理，注意降低有漏风地点的巷道风压；严防向采空区漏风；提高各种密闭设施的质量。4为了调节通风网路而安设风窗、风门、密闭和辅扇时，应将它们安装在地压较小、巷道周壁元裂缝的位置，同时还应密切注意有了这些通风设旋以后，是否会使本来稳定且对防火有利的通风网路变为对通风不利。5采取措施，尽量降低进风风流的温度，其做法有在总进风风道中设置喷雾水幕；利用脉外巷道的吸热作用，降低进风风量的温度。,10.2.2.3内因火灾的扑灭方法扑灭矿内火灾的方法可分为直接灭火法、隔绝灭火法、联合灭火法、均压灭火法四大类。1直接灭火法。直接灭火法是指用灭火器材在火源附近直接进行灭火，是一种积极的方法。直接灭火法一般可以采用水或其他化学灭火剂、泡沫剂、惰性气体等，或是挖除火源。1用水灭火。用水灭火的实质是利用水具有很大的热容量，可以带走大量的热量，可使燃烧物的温度降到着火温度以下，所产生的大量水蒸气又能起到隔氧降温的作用，因此能达到灭火的目的。由于使用水简单、经济，且矿内水源较充分，故用水灭火被广泛使用。对于范围较小的火灾也可以采用化学药剂等其他的灭火方法直接灭火。用水灭火时必须注意以下几点,①保证供给充足的灭火用水，同时还应使水及时排出，勿让高温水流到邻区而促进邻区的矿岩氧化。②保证灭火区的正常通风，将火灾气体和蒸气排到回风道去，同时还应随时检测火区附近的空气成分。③火势较猛时，先将水流射往火源外围，逐渐逼向火源中心。2挖除火源。将燃烧物从火源地取出立即浇水冷却熄灭，这是消灭火灾最彻底的方法。但是这种方法只有在火灾刚刚开始，尚未出现明火或出现明火的范围较小，人员可以接近时才能使用。,2隔绝灭火法。隔绝灭火法是在通往火区的所有巷道内建筑密闭墙，并用黄土、灰浆等材料堵塞巷道壁上的裂缝，填平地面塌陷区的裂缝以阻止空气进入火源，从而使火因缺氧而熄灭。绝对不透风的密闭墙是没有的，因此若单独使用隔绝法，则往往会拖延灭火时间，较难达到彻底灭火的目的。只有在不可能用直接灭火法或者没有联合灭火法所需的设备时，才用密闭墙隔绝火区作为独立的灭火方法。3联合灭火法。当井下发生火灾不能用直接灭火法消灭时，一般采用联合灭火法。此方法就是先用密闭墙将火区密闭后，再将火区注入泥浆或其他灭火材料。注浆方法在我国使用较多，灭火效果很好。4均压灭火法。均压灭火法的实质是设置调压装置或调整通风系统，以降低漏风通道两端的风压差，减少漏风量，使火区缺氧而达到熄灭矿岩自燃的目的。,复习思考题1、矿山火灾的分类方法是怎样的2、矿山火灾发生有哪些原困3、矿山火灾有什么危害4、外因火灾怎样预防与扑灭5、内因火灾怎样预防与扑灭6、火灾孕育期有哪些外部征兆,