矿山安全技术

1. 矿山安全技术 第四章工业火灾机理与预防

2. 火灾——沉重的话题 火灾是威胁企业、公共安全，危害人们生命财产的重大灾害之一，是全世界面临的一个共同的灾难性问题。它给人类社会造成过不少生命、财产的严重损失。随着社会生产力的发展，社会财富日益增加，火灾损失上升及火灾危害范围呈不断扩大的趋势。

3. 一 火灾事故 1. 火灾事故危害与案例 2. 火灾事故统计 3.火灾事故分类

4. 1. 火灾事故危害与案例 • 火灾事故案例 • 火灾危害形式

5. 新疆克拉玛依友谊馆火灾事故

6. 事 故 概 況 1994年12月8日16时20分，舞台上方7号光柱灯烤燃纱幕，引起大幕起火，一分钟后电线短路，灯光熄灭，剧厅内易燃材料燃烧产生大量有毒有害气体，致使众人被烧或窒息。796人，共死亡325人，其中小学生288人，其它37人，受伤住院130人。

7. 中石化茂名公司乙烯廠火災事故

8. 事 故 概 況 • 97年6月3日18:32茂名石化外電網遭受強雷擊造成瞬間停電，引起茂名乙烯2號裂解等一系列裝置停電跳車。 随后2號裂解裝置2號爐出口管線著火。經過緊急處理，火勢在7:50 受到控制。事故未造成人員傷亡。

9. 黄岛油库老罐区火灾事故

10. 事 故 概 況 1989年8月12日9时55分，黄岛油库老罐区，2.3万m35号油罐遭受雷击后引爆油气爆炸起火，大火燃烧5天，烧掉原油4万m3，工厂和设备烧毁，直接经济损失达3540万元。10辆消防车被烧毁，19人牺牲， 100多人受伤。

11. 黑龙江富华煤矿火灾事故

12. 事 故 概 況 2008年９月２０日３时３０分，黑龙江富华煤矿发生煤炭自然发火灾事故，从矿进风井第四联络巷煤层自燃引发火灾事故。火灾时CO和瓦斯浓度很大，温度达到３０℃。 ３１人被困，１2人遇救，19人遇难。

13. 火灾危害形式 1.产生有毒气体 （CO、CO2）（95%） 2.缺氧窒息 3.高温烧伤

14. 2. 火灾事故统计 • 各行业火灾事故概况 • 煤矿火灾事故及原因

15. 化工：石化生产/储存/加工 矿山：煤矿、高硫矿山 建筑：建筑施工与临建工程 电力：火、水与核电厂/电网 公共场所：商场/市场/娱乐 Contents 火灾频发高危行业

16. 2006年全国各类伤亡事故统计国家安全生产监督管理局2006年全国各类伤亡事故统计国家安全生产监督管理局 纵火为刑事案，不包括在火灾事故中

17. 大型公共场所与全国特大火灾比例

18. 美国2007年火灾事故统计 家庭火灾事故达80％，火灾事故损失超过146亿美元

19. 2005年全国煤矿事故统计

20. 矿山火灾事故频发原因 生产环境复杂 易燃、易爆物多 通风系统复杂

21. 3. 火灾事故分类 • 火灾事故分类 • 事故级别划分

22. 火灾 事故 Click to edit Master title style 自然火灾 内因火灾 人为火灾 外因火灾 特大火灾 重大火灾 一般火灾

23. 自然与人为火灾 自然火灾 外因或内因引起的火灾： • 责任事故 • 不可抗拒事故 人为火灾 人为纵火引起的火灾（刑事）： • 有意 • 无意

24. 外因火灾（外源火灾） • 定义：由于外来热源（明火、放炮、瓦斯煤尘爆炸、机电发热、摩擦、电流短路）造成的火灾。 • 特点：发生发展速度快，容易造成重大事故（》90%），燃烧在表面，容易扑救。

25. 内因火灾（自燃火灾） • 定义：可燃物自身发生物理化学变化，逐渐聚积热量而导致的火灾。 • 特点：发生发展有一个过程，有预兆，易发现，但火源隐蔽，难以确定，扑灭困难。燃烧可达数十年。

26. 火灾级别划分 重大事故死10-30人伤50-100人损失0.5-1 特别重大死》30人伤》100人损失》1亿元 较大事故死3-10人伤10-50人损失0.1-0.5 一般事故死 《3人伤》10人损失〈0.1

27. 二 煤矿自燃火灾 1. 煤矿自燃火灾机理 2. 煤自燃危险程度 3. 自燃征兆与早期发现

28. 1.研究现状 2.火灾机理 3.自燃火灾发展过程

29. 1.煤炭自燃火灾现状与趋势 • 有煤炭自燃倾向的矿井：56% • 有自燃发火危险的煤层：60% • 自燃火灾占矿井火灾总数：70% • 趋势：综采放顶煤开采技术，火灾更频繁

30. 2.煤炭自燃发火机理 黄铁矿作用学说 煤层中的黄铁矿 (FeS2)与空气中水份和氧发生热反应引起 细菌作用学说 在细菌作用下，煤在发酵过程中放出热量引起

31. 2.煤炭自燃发火机理 酚基作用学说 煤体内不饱和的酚基化合物与空气中氧反应，放出热量引起 煤氧作用学说 在空气中氧作用下，煤氧化放出热量引起

32. ？ • 煤的自燃是一个低温氧化过程 • 有自燃倾向的煤炭，只要存在有利于煤炭氧化进程发展的时间与热量蓄积条件，就可能发生自燃

33. 3.煤炭自燃发展过程 温度 燃烧期 T 燃烧 自燃期 临界温度 冷却风化 70 潜伏期 0 自燃期 时间 潜伏期

34. OH 潜伏 自热 燃烧 氧 氧化物羟基 着火点 活泼性 温度未增加 达到自热温度后，尤其》60℃后，反应加速，干馏 温度》着火点温度后，导致自燃，否则风化 煤炭自燃过程 Company Logo

35. 煤炭自热温度 • 自热温度 煤加速反应的临界温度。达到了该温度点后，氧化产热量高于散热量，导致环境温度上升，氧化速度增加，并又产生更多的热量。 • 影响因素 煤的产热能力与蓄热环境。 Company Logo

36. 煤炭自燃条件 • 煤具有自燃倾向性 • 有连续的供氧条件 • 热量易于积聚 • 足够的时间 Company Logo

37. 煤炭着火点温度 • 着火点温度 煤自发燃烧的最低温度。达到了该温度点后，煤炭开始燃烧。 • 主要煤炭着火温度 无烟煤：400℃ 烟 煤：320～380℃ 褐 煤：270～350℃ Company Logo

38. 1.煤的自然倾向性 2.地质采矿影响 Company Logo

39. 煤自燃危险程度 • 煤自燃自燃危险程度 （1）煤的自燃倾向性 （2）地质采矿因素 （3）自燃发火期 Company Logo

40. 1. 煤的自然倾向性 1.煤变质程度 2.煤的水分 3.煤岩成分 4.煤的含硫量 5.煤的粒度 6.煤瓦斯含量

41. 煤炭自燃倾向性 • 是煤的一种自然属性，它取决于煤在常温下的氧化能力和发热能力，是煤发生自燃能力总的量度。不同的煤自燃倾向性不同。它是合理设计采煤方法、采区规模、矿井通风、煤炭储存重要依据。 • 煤的自燃倾向性：容易自燃、自燃、不易自燃三类。煤矿根据煤自燃倾向性分类等级采取相应防治措施 • 《规程》要求：新建矿井与延深新水平所有煤层的自燃倾向性要进行鉴定。 Company Logo

42. 煤自燃倾向影响因素 （1）煤的变质程度 碳化程度越高，煤体内的活性结构越少。所以煤的变质程度越低，煤自燃倾向性越大。褐煤最易自燃，无烟煤最不易自燃，烟煤介于之间。 烟煤的煤化度： 长焰煤、不黏煤、弱黏煤、气煤、肥煤、焦煤 Company Logo

43. 煤自燃倾向影响因素 （2）煤的水分 • 自热时，水分的催化作用随着温度的增加增大（雨后地面煤堆，灌水灭火疏干）。 • 水分是FeS2反应的必要条件。 • 自热时水分生成蒸气要消耗热量，所以湿度太大，温度难以上升。 Company Logo

44. 煤自燃倾向影响因素 （3）煤岩成分 • 煤岩成分：丝煤、亮煤和镜煤、暗煤 • 丝煤：结构松散，着火点低（190-270℃），最易自燃，引火作用。 • 镜煤/亮煤：脆性大，易破碎，而且灰分少，常充填有黄铁矿，易自燃，利于自燃的发展。 • 暗煤：硬度大，不易自燃。 Company Logo

45. 煤自燃倾向影响因素 （4）煤的含硫量 • 硫存在形式：FeS2、有机硫以及硫酸盐 • 黄铁矿：黄铁矿比热小，吸附相同氧量，温度增值比煤大3倍。低温氧化时产生硫酸铁和硫酸亚铁，使煤膨胀松散，增大了氧化表面积，分解的氧化物比煤的吸氧性更强，能将吸附的氧转让给煤粒，促使氧化自燃。煤中含黄铁矿越多，越易自燃。含硫3%以上的煤层均为自然发火煤层。 • 。 Company Logo

46. 煤炭自燃倾向影响因素 （5）煤破碎程度 • 完整的煤体不会发生自燃，破碎后氧接触的表面积增大、着火温度明显降低，自燃性能显著提高。这是因为 • 煤粒度直径为1.5～2mm时，着火点温度大多在330～360℃； • 粒度直径〈1mm时，着火点温度降低到190～220℃。煤的自燃性随着破碎度的增加而上升。 Company Logo

47. 煤自燃倾向影响因素 （６）煤的瓦斯含量 • 瓦斯或者其它气体含量较高的煤，由于其内表面含有大量的吸附瓦斯，使煤与空气隔离，氧气不易与煤表面发生接触，使煤炭不易自燃。 • 当煤中残余瓦斯量》5m3/t时，煤难以自燃。但在瓦斯的放散后，自燃特性就再现出来了。 Company Logo

48. 2. 煤的自燃地质采矿影响因素 1.地质赋存条件 2.开拓采矿 3.通风条件

49. 煤自燃地质采矿影响因素 （１）地质赋存条件 • 厚度大：回采时间长，大量残矿（80％） • 倾角大：封闭困难，大量残矿 • 地质构造复杂：破碎易吸氧、氧化（52％） • 顶板坚硬：煤柱易压碎，冒落空区不密实 Company Logo

50. 煤自燃地质采矿影响因素 （2）开拓与采矿 • 开拓 切割煤层越多，自燃发火危险性越大。 • 采矿 矿石损失越大、回采时间越长，危险性越大 Company Logo