PAGE1PAGE55第十章火災防治本章重點與難點1、煤炭自燃理論；2、煤炭自燃預測預報；3、防滅火技術4、均壓防滅火；5、火災時期風流控制第一節(jié)概述一、火災與礦井或煤田火災的概念火災：通常把違背人們意愿而發(fā)生的非控制性燃燒，稱之為火災?；馂耐斐删薮蟮慕?jīng)濟損失和重多的人員傷亡，造成不良的社會影響。礦井火災：在礦井或煤田范圍內發(fā)生，威協(xié)安全生產(chǎn)、造成一定資源和經(jīng)濟損失或者人員傷亡的燃燒事故，稱之為礦井或煤田火災?；馂氖堑V井或煤田較為常見的災害之一。二、礦井火災的類型及其特性分類出發(fā)點和依據(jù)不同，分類的方法也不同。目前常用的分類方法有：１、按引火原因分類１）內因(自燃)火災。自燃物在一定的外部（適量的通風供氧）條件下，自身發(fā)生物理化學變化，產(chǎn)生并積聚熱量，使其溫度升高，達到自燃點而形成的火災稱之為內因火災。在煤礦中自燃物主要是有自燃傾向性的煤炭。在整個礦井火災事故中，內因火災占的比例很大。２）外因火災?？扇嘉镌谕饨缁鹪?明火或高溫熱源)的作用下，引起燃燒而形成的火災叫外因火災。２、消防分類從選用滅火劑的角度出發(fā)，消防上根據(jù)物質及其燃燒特性對火災進行如下分類:Ａ類火災:,煤炭、木材、橡膠、棉、毛、麻等含碳的固體可燃物質燃燒形成的火災稱為A類火災。Ｂ類火災，指汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醇、丙酮等可燃液體燃燒形成的火災。Ｃ類火災，指煤氣、天燃氣、甲烷、乙炔、氫氣等和可燃氣體燃燒形成的火災。Ｄ類火災，象鈉、鉀、鎂等可燃金屬燃燒形成的火災。其特點是火源溫度高。３、其它分類方法除上述兩種常用分類方法外，還有按火源特性，可分為原生火災與再生火災；按火源產(chǎn)生的位置，可分為井上火災與和井下火災等。三、防滅火研究的內容第二節(jié)外因火災及其預防一、物質燃燒的充要條件物質燃燒是一種伴有放熱、發(fā)光的快速氧化反應。發(fā)生燃燒必須具備的充要條件是：１、必要條件１）有充足的可燃物；２）有助燃物存在。凡是能支持和幫助燃燒的物質都是助燃物。常見的助燃物是含一定氧濃度的空氣。３）具有一定溫度和能量的火源。２、充分條件１）燃燒的三個必要條件同時存在，相互作用；2）可燃物的溫度達到燃點，生成熱量大于散發(fā)熱量。如果把燃燒比著一個由鏈體組成的圓環(huán)，則三要素是組成圓環(huán)的三個鏈體，如圖10—2—1所示。如果組成圓環(huán)的三個鏈體缺少一個，或三個鏈體不相互連結，則將不能構成圓環(huán)，即缺少燃燒三要素之一，或三要素不相互作用，則不能形成火災。煤礦常見的外因火源主要有以下幾種:１）電能熱源電(纜)流短路或導體過熱；電弧電火花；烘烤（燈泡取暖）；靜電等。表10-2-1為我國部分電氣火災發(fā)火原因統(tǒng)計表。２）摩擦熱如膠帶與滾筒摩擦、膠帶與碎煤摩擦以及采掘機械截齒與砂巖摩擦等。表10-2-1電氣火災發(fā)火原因統(tǒng)計表發(fā)火原因次數(shù)占總數(shù)%變壓器油24.25燈泡取暖36.38油浸起動電阻器12.12電力電容器12.12鎧裝電纜短路12.12橡膠電纜短路3983.98合計47100３）放明炮、糊炮、裝藥密度過大或過小、鉆孔內有水、炸藥受潮以及封孔炮泥長度不夠或用可燃物（如煤粉、炸藥包裝紙等）代替炮泥等違反爆破操作規(guī)程的操作都有可能發(fā)生爆燃。放炮引起瓦斯燃燒或爆炸的例子在我國時有發(fā)生。４）液壓聯(lián)軸器噴油著火引燃周圍可燃物，釀成多起火災。５）明火（高溫焊碴、吸煙），明火也是產(chǎn)生外因火災的重要原因之一。明火主要產(chǎn)生于加熱器、噴燈、焊接和切割作業(yè)，煙頭也時有釀成火災的可能。二、外因火災的預防1、我國的消防方針2、防火對策礦井火災的防治可以采取下列三個對策：3E對策１）技術(Engineering)對策（１）災前對策，災前對策的主要目標是破壞燃燒的充要條件，防止起火；其次是防止已發(fā)生的火災擴大。（A）防止起火（B）防止火災擴大（２）災后對策２）教育（Education）對策教育對策包括知識、技術和態(tài)度教育三個方面。３）管理（法制(Enforcement））對策，制定各種規(guī)程、規(guī)范和標準，且強制性執(zhí)行。這三種對策簡稱“三Ｅ”對策。前兩者是防火的基礎，后者是防火的保證。如果片面的強調某一對策都不能收到滿意的效果。三、預防外因火災的技術措施（一）防止火災產(chǎn)生１、防止失控的高溫熱源產(chǎn)生和存在。按《煤礦安全規(guī)程》及其執(zhí)行說明要求嚴格對高溫熱源、明火和潛在的火源進行管理。２、盡量不用或少用可燃材料，不得不用時應與潛在熱源保持一定的安全距離。３、防止產(chǎn)生機電火災。４、防止摩擦引燃（１）防止膠帶摩擦起火。膠帶輸送機應具有可靠的防打滑、防跑偏、超負荷保護和軸承溫升控制等綜合保護系統(tǒng)；（２）防止摩擦引燃瓦斯。５、防止高溫熱源和火花與可燃物相互作用。（二）防止火災蔓延的措施其措施有：１、在適當?shù)奈恢媒ㄔ旆阑痖T，防止火災事故擴大。2、每個礦井地面和井下都必須設立消防材料庫。3、每一礦井必須在地面設置消防水池，在井下設置消防管路系統(tǒng)。4、主要通風機必須具有反風系統(tǒng)或設備，反風設施，并保持其狀態(tài)良好。第三節(jié)煤炭自燃的理論基礎一、煤炭自然機理二、煤的氧化特性三、自然發(fā)火與自然發(fā)火期１、自然發(fā)火的定義２、煤層自然發(fā)火期四、煤炭自燃條件煤炭自燃的必要充分條件是：１、有自燃傾向性的煤被開采后呈破碎狀態(tài)，堆積厚度一般要大于０.４m。２、有較好的蓄熱條件。３、有適量的通風供氧。通風是維持較高氧濃度的必要條件，是保證氧化反應自動加速的前提。實驗表明，氧濃度＞１５％時，煤炭氧化方可較快進行。４、上述三個條件共存的時間大于煤的自燃發(fā)火期。上述四個條件缺一不可，前三個條件是煤炭自燃的必要條件，最后一個條件是充分條件。五、影響煤炭自然發(fā)火的因素影響煤層自然發(fā)火的因素主要有：1、煤的自燃性能煤的自燃性能主要受下列因素影響：1）煤的分子結構，研究表明，煤的氧化能力主要取決于含氧官能團多少和分子結構的疏密程度。隨煤化程度增高，煤中含氧官能團減少，孔隙度減小，分子結構變得緊密。２）煤化程度，煤化程度是影響煤炭自燃傾向性的決定性因素。就整體而言，煤的自燃傾向性隨煤化程度增高而降低，即自燃傾向性從褐煤、長焰煤、煙煤、焦煤至無煙煤逐漸減??；局部而言，煤層的自燃傾向性與煤化程度之間表現(xiàn)出復雜的關系，即同一煤化程度的煤在不同的地區(qū)和不同的礦井，其自燃傾向性可能有較大的差異。3）煤巖成分，煤巖成分對煤的自燃傾向性表現(xiàn)出一定的影響，但不是決定性的因素。各種單一的煤巖成分具有不同的氧化活性，其氧化能力按鏡煤＞亮煤＞暗煤＞絲煤的順序遞減。4）煤中的瓦斯含量，煤中瓦斯存在和放散影響吸氧和氧化過程進行，它類似用惰性氣體稀釋空氣對氧化發(fā)生的影響。5）水分，煤的外在和內在水份以及空氣中的水蒸汽對褐煤和煙煤在低溫氧化階段起一定的影響，既有加速氧化的一面，也有阻滯氧化的因素。6）煤中硫和其它礦物質，煤中含有的硫和其它催化劑，則會加速煤的氧化過程。統(tǒng)計資料表明，含硫大于３％的煤層均為自然發(fā)火的煤層，其中包括無煙煤。2、開采技術開采技術對自然發(fā)火的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面。1）礦井開拓方式和采區(qū)巷道布置，既決定保護煤柱的數(shù)量及其大小，又決定所留煤柱受壓與碎裂程度，既決定可燃物的分布和集中情況，又決定向這些可燃物供風的時間。2）回采方法和回采工藝，但其決定的因素是回采率和工作面推進速度。3、影響采空區(qū)自燃的因素１）采空區(qū)三帶劃分對于后”U”通風系統(tǒng)(一源一匯)的采空區(qū)，按漏風大小和遺煤發(fā)生自燃的可能性采空區(qū)可分為三帶：散熱帶Ⅰ（寬度為L1）、自燃帶Ⅱ（寬度為L2）和窒息（不自燃）帶Ⅲ（如圖10－3－1）?？拷ぷ髅娴牟煽諈^(qū)內冒落巖石處于自由堆積狀態(tài)，空隙度大，漏風大，氧化生熱小而散發(fā)熱量多，故不能發(fā)生自燃，叫散熱帶。其寬度大約5～20ｍ。自燃帶Ⅱ中巖石的空隙度較小，因而漏風小，蓄熱條件較好，如果該帶的條件保持時間超過其自然發(fā)火期，就可能自燃。故此帶稱為自燃帶。其寬度取決于頂板巖性、工作面推進速度、漏風通風壓差，一般寬度為20~70ｍ。自燃帶向采空區(qū)內部延深，便是第Ⅲ帶。由于該帶距工作面較遠，漏風甚小或消失，氧濃度低，不具備自燃條件。故此帶處于惰化狀態(tài)，已經(jīng)發(fā)生自大在燃的遺煤也能窒息，故叫窒息（不自燃）帶。確定劃分三帶的指標有三種：①采空區(qū)漏風風速V（V>0.9m/s為散熱帶；0.9≥V≥0.02m/s為自燃帶；∨＜0.02m/s為自窒息帶。）；②采空區(qū)氧濃度（C）分布（認為C＜8%為窒息帶，C≥8%為自燃帶）；③采空區(qū)遺煤溫升速度（dt>1℃/d為自燃帶）。由于缺少深入的理論研究和試驗結果，此指標目前尚難以應用。圖10-3-1采空區(qū)散熱、自燃、窒息三帶分布示意圖２）采空區(qū)遺煤自燃的條件及其影響因素，設自燃帶的最大寬度為L1+L2，工作面的推進速度為V，自然發(fā)火期為τS，在自燃帶內煤暴露于空氣的最長時間為τ(月)，當:τS≤(L1+L2)/V10-3-4時，說明自燃帶內有△L=L1+L2-VτS寬度存在時間超過自然發(fā)火期，有自燃危險。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速度和自燃帶最大寬度L1+L2（ｍ）。4、漏風5、地質因素六、煤的自燃過程及其特點煤炭的自燃過程按其溫度和物理化學變化特征，分為潛伏（或準備）、自熱、自燃和熄滅四個階段，如圖10—3－2所示。圖中虛線為風化進程線。潛伏期與自熱期之和為煤的自然發(fā)火期。１、潛伏（自燃準備）期自煤層被開采、接觸空氣起至煤溫開始升高止的時間區(qū)間稱之為潛伏期。在潛伏期，煤與氧的作用是以物理吸附為主，放熱很小，無宏觀效應；經(jīng)過潛伏期后煤的燃點降低，表面的顏色變暗。潛伏期長短取決于煤的分子結構、物化性質。煤的破碎和堆積狀態(tài)、散熱和通風供氧條件等對潛伏期的長短也有一定影響，改善這些條件可以延長潛伏期。圖10－3－2煙煤自燃過程溫度與時間關系２、自熱階段溫度開始升高起至其溫度達到燃點的過程叫自熱階段。自熱過程是煤氧化反應自動加速、氧化生成熱量逐漸積累、溫度自動升高的過程。其特點是：（1）氧化放熱較大煤溫及其環(huán)境（風、水、煤壁）溫度升高；（２）產(chǎn)生ＣＯ、CO2和碳氫（CmHn)類氣體產(chǎn)物，并散發(fā)出煤油味和其它芳香氣味；（３）有水蒸水汽生成，火源附近出現(xiàn)霧氣，遇冷會在巷道壁面上凝結成水珠，即出現(xiàn)所謂“掛汗”現(xiàn)象。（４）微觀構發(fā)生變化。在自熱階段，若改變了散熱條件，使散熱大于生熱；或限制供風，使氧濃度降低至不能滿足氧化需要，則自熱的煤溫度降低到常溫，稱之為風化。風化后煤的物理化學性質發(fā)生變化，失去活性，不會再發(fā)生自燃。３、燃燒階段煤溫達到其自燃點后，若能得到充分的供氧（風），則發(fā)生燃燒，出現(xiàn)明火。這時會生成大量的高溫煙霧，其中含有CO、CO2以及碳氫類化合物。若煤溫達到自燃點，但供風不足，則只有煙霧而無明火，此即為干餾或陰燃。煤炭干餾或陰燃與明火燃燒稍有不同，ＣＯ多于ＣＯ2，溫度也較明火燃燒要低。4、熄滅及時發(fā)現(xiàn)，采取有效的滅火措施，煤溫降至燃點以下，燃燒熄滅火。第四節(jié)火災預測和預報一、煤層自燃傾向性的鑒定方法二、煤層自然發(fā)火期的估算方法及其延長途徑１、煤層的自然發(fā)火期估算方法目前我國規(guī)定采用統(tǒng)計比較和類比的方法確定煤層的自然發(fā)火期。其方法如下：（１）統(tǒng)計比較法（２）類比法２、延長煤層自然發(fā)火期的途徑１）減小煤的氧化速度和氧化生熱，減小漏風，降低自熱區(qū)內的氧濃度；選擇分子直徑較小、效果好的阻化劑或固體漿材，噴灑在碎煤或壓注至煤體內使其充填煤體的裂隙，阻止氧分子向孔內擴散。２）增加散熱強度，降低溫升速度。增加遺煤的分散度以增加表面散熱量；對于處于低溫時期的自熱煤體可用增加通風強度的方法來增加散熱；增加煤體濕度。三、外因火災預測外因火災預測可遵循如下程序：（１）調查井下可能出現(xiàn)火源（包括潛在火源）的類型及其分布；（２）調查井下可燃物的類型及其分布；（３）劃分發(fā)火危險區(qū)(井下可燃物和火源（包括潛在火源）同時存在的地區(qū)視為危險區(qū))。四、火災的預報所謂火災預報，就是根據(jù)火災發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，應用成熟的經(jīng)驗和先進的科學技術手段，采集處于萌芽狀態(tài)的火災信息，進行邏輯推斷后給出火情報告。及時而準確地進行火災早期預報，可以彌補預防之不足。礦井火災預報的方法，按其原理可分為：1、利用人體生理感覺預報自然發(fā)火依靠人體生理感覺預報礦井火災的主要方法有：1)嗅覺，可燃物受高溫或火源作用，會分解生成一些正常時大氣中所沒有的、異常氣味的火災氣體。2）視覺，人體視覺發(fā)現(xiàn)可燃物起火時產(chǎn)生的煙霧，煤在氧化過程中產(chǎn)生的水蒸汽，及其在附近煤巖體表面凝結成水珠（俗稱為“掛汗”），進行報警。3）感（觸）覺，煤炭自燃或自熱、可燃物燃燒會使環(huán)境溫度升高，并可能使附近空氣中的氧濃度降低，ＣＯ2等有害氣體增加，所以當人們接近火源時，會有頭痛、悶熱、精神疲乏等不適之感。2、氣體成分分析法1）指標氣體及其臨界指標2）常用的指標氣體（１）一氧化碳（ＣＯ），（２）Ｇｒａｈａｍ系數(shù)ＩCO（3）乙烯（４）其它指標氣體五、采樣點設置六、連續(xù)自動檢測系統(tǒng)1、束管系統(tǒng)２、礦井火災監(jiān)測與監(jiān)控第五節(jié)開采技術防火措施一、礦井自燃火源的分布規(guī)律根據(jù)統(tǒng)計分析，礦井自燃火源主要分布在采空區(qū)、煤柱、巷道頂煤和斷層附近。1）采空區(qū)，采空區(qū)火災占50％以上。自燃火源主要分布在有碎煤堆積和漏風同時存在、時間大于自然發(fā)火期的地方。2）煤柱，尺寸偏小、服務期較長、受采動壓力影響的煤柱，容易壓酥碎裂，其內部產(chǎn)生自燃火源。鶴崗新一礦在實行無煤柱開采前，煤柱火災占礦井總火災55.5％。3）巷道頂煤，采區(qū)石門、綜采放頂煤工作面沿底掘進的進回風巷等，巷道頂煤受壓時間長，壓酥破碎，風流滲透和擴散至內部（深處），便會發(fā)熱自燃。4）斷層和地質構造附近。二、開拓開采技術防火措施開拓開采技術防止自燃發(fā)火總的要求是：（1）提高回采率，減少丟煤，即減少或消除自燃的物質基礎。（2）限制或阻止空氣流入和滲透至疏松的煤體，消除自燃的供氧條件。防止空氣流入可燃物，可從兩方面著手：一是消除漏風通道；二是減少漏風壓差。（3）使流向可燃物質的漏風，在數(shù)量上限制在不燃風量之下，在時間上限制在自燃發(fā)火期以內。主要技術措施有：1）合理地進行巷道布置(1)對一些服務時間較長的巷道應盡量采用巖石巷道，若將其布置在煤層中時應采用寬煤柱護巷。采區(qū)巷道布置應有利于采用均壓防火技術。(2)區(qū)段巷道分采分掘。過去和現(xiàn)在有不少礦井為了解決獨頭巷道掘進通風問題，而采用上區(qū)段的運輸順槽與下區(qū)段的回風順槽同時掘進，中間再掘進一些聯(lián)絡眼（橫川）的布置方式（如圖10—5—2）。(3)推廣無煤柱開采技術，減少煤柱發(fā)火。并采取相應地區(qū)段跳采、巷旁充填技術等措施解決取消煤柱之后所帶來的采空區(qū)難以密閉和隔離等問題。2）選擇合理的采煤方法和先進的回采工藝，提高回采率，加快回采進度。3）選擇合理的的通風系統(tǒng)，礦井采用對角式和分區(qū)式通風系統(tǒng)比中央式通風系統(tǒng)更有利防火。通風系統(tǒng)要在一定范圍內具有可調性。當一個采區(qū)發(fā)生火災時，能夠根據(jù)救災的需要，做到隨時停風、減風或反風。這樣，一旦一個采區(qū)發(fā)生火災，就有條件防止火災氣體侵入其它采區(qū)，避免擴大事故范圍。在巷道布置上，要為分區(qū)通風和局部反風創(chuàng)造條件。選擇采區(qū)和工作面通風系統(tǒng)的原則也是盡量減少采空區(qū)的漏風壓差，不要讓新、乏風從采空區(qū)邊緣流過。4）堅持自上而下的開采順序。5）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、下之間采空區(qū)連通。第六節(jié) 灌漿與阻化劑防滅火一、灌漿防火灌漿就是把粘土、粉碎的頁巖、電廠飛灰等固體材料與水混合、攪拌，配制成一定濃度的漿液，借助輸漿管路注入或噴灑在采空區(qū)里，達到防火和滅火的目的。（一）灌漿防滅火的機理（二）灌漿系統(tǒng)（三）灌漿防火方法按與回采的關系分，預防性灌漿有：采前預灌、隨采隨灌、采后封閉灌漿等三種。1）采前預灌，所謂采前預灌即是在工作面尚未回采前對其上部的采空區(qū)進行灌漿。這種灌漿方法適用于開采老窯多的易自燃、特厚煤層。2）隨采隨灌，灌漿作為回采工藝的一部分，隨工作面回采向采空區(qū)灌漿。隨采隨灌又有埋管灌漿、插管灌漿、灑漿、打鉆灌漿等多種方法。3）采后注漿，可以利用鉆孔向工作面后部采空區(qū)內注漿；采空區(qū)封閉后，在密閉墻上插管灌漿，防止停采線遺煤自燃。目前采用的灌漿方法主要有：1)鉆孔灌漿，在煤層底板的集中運輸或回風巷道或專門開掘的灌漿巷道內，每隔一定距離（10～15m）向采空區(qū)打鉆灌漿，2)埋管灌漿，把灌漿管鋪設在工作面的回風道內。工作面放頂前，在回風巷的灌漿支管上接一段預埋鋼管（10～15m），予埋管和支管之間用高壓膠管連接。工作面放頂后始終保持予埋管壓在采空區(qū)內5～8m，預埋管用回柱絞車拉著外移。工作面灑漿，為了保證灌漿質量，自然發(fā)火危險性較大的工作面應在埋管灌漿的同時還向采空區(qū)噴灑灌漿。其方法是，工作面放頂之前，從回風巷灌漿管上接出一根預膠管，沿傾斜方向分段向冒落區(qū)里灑噴泥漿。4)綜采工作面插管灌漿（四）灌漿管理二、阻化劑防滅火在化學上，凡是能減小化學反應速度的物質皆稱為阻化劑(inhibitors)。1、其作用機理是：1）增加煤在低溫時的化學惰性，或提高煤氧化的活能；２）形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面；３）充填煤柱內部裂隙；４）增加煤體的蓄水能力；５）水分蒸發(fā)吸熱降溫。實質是降低煤在低溫時的氧化速度，延長煤的自然發(fā)火期。2、 阻化劑的評價指 標及其影響因素我國目前采用阻化率和阻化壽命作為衡量阻化劑的兩個指標。１）阻化率我國撫順煤科分院建議，含硫量小于２％的煤采用煤樣在阻化前后放出ＣＯ氣體的相對變化量作為評定指標；含硫量大于２％的煤（一般稱為高硫煤）采用煤樣在阻化前后放出ＳＯ2氣體的相對變化量，作為評定指標。此指標稱之為阻化率。測定阻化率時要準備兩種煤樣：一種經(jīng)過阻化劑處理過的煤樣；另一種是原煤樣分裝在兩個試管中；其粒度為０．３５～０．６６ｍｍ，重量７０ｇ。實驗條件保持一定。測定反應試管釋放的ＣＯ或ＳＯ2氣體的濃度，按下式計算阻化率:E=100(A-B)A，%式中E-煤的阻化率，%;A，B-分別為原煤樣和阻化煤樣在規(guī)定的實驗條件下氧化5小時放出的CO(pmm)或SO2(mg)。阻化率越大，說明阻化劑對煤氧化的阻止作用越大。２）阻化劑的阻化壽命阻化劑噴灑至煤體表面后，從開始生效至失效所經(jīng)過的時間叫阻化劑壽命。單位為月。單位時間內阻化率下降值叫阻化劑的衰減速度，以Ｖ表示，單位為％／月。阻化劑的壽命可用下式表示：τ＝Ｅ／Ｖ阻化劑壽命是一個重要指標。為了達到有效的預防自然發(fā)火，阻化壽命不應小于自然發(fā)火期。阻化壽命可以二次或多次噴灑以及保持環(huán)境具有較高的濕度等措施來延長。3、 阻化劑選擇目前最常用的阻化劑有煤礦使用的阻化劑有：氯化鈣（ＣａCl2:Ｈ2０）、氯化鎂（MgＣl2:６Ｈ2Ｏ)、氯化銨（NH４Cl)以及水玻璃(ＸＮａ2Ｏ.yＳｉ０２）等。以及工業(yè)廢液等。從目前的應用結果來看，氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、氯化鋅等氯化物對褐煤、長焰煤和氣煤有較好的阻化效果；水玻璃、氫氧化鈣對高硫煤有較高阻化率。4、 阻化劑防火工藝應用阻化劑防火的主要方法是：表面噴灑、用鉆孔向煤體壓注以及利用專用設備向采空區(qū)送入霧化阻化劑。壓注和噴灑系統(tǒng)有移動式、半固定式和固定式三種。第七節(jié)均壓防滅火均壓防滅火的實質是，利用風窗、風機、調壓氣室和連通管等調壓設施，改變漏風區(qū)域的壓力分布，降低漏風壓差，減少漏風，從而達到抑制遺煤自燃、惰化火區(qū)，或熄滅火源的目的。一、調壓設施均壓防滅火的原理二、生產(chǎn)工作面采空區(qū)自燃火源或高溫點的調壓處理三、調壓氣室-連通管調壓防滅火的原理與應用第八節(jié)惰氣防滅火惰氣系指不可燃氣體或窒息性氣體，主要包括氮氣、二氧化碳以及燃料燃燒生成的煙氣（簡稱燃氣）等。一、氮氣防滅火1、（液）氮氣防滅火原理氮氣注入采空區(qū)后具有降低氧濃度的作用。液氮滅火還具有冷卻降溫作用。在２０℃的環(huán)境溫度下，液氮的汽化熱為４２３kJ/kg。直接用液氮注入火區(qū)時，液氮氣化，吸收熱量，使火區(qū)氣體、煤層和圍巖的溫度降低，火區(qū)冷卻會加速火源熄滅；在封閉火區(qū)的過程中，氮氣注入火區(qū)后，兼有抑爆作用。2、氮氣制取和輸送氮氣制取。目前分離空氣制取氧氣和氮氣有三種工藝方法：一是深冷空分法；二是碳分子篩變壓吸附法；三是膜分離法。液氮防滅火效果好，但貯存和運輸較困難。用液氮滅火的礦井，發(fā)火時用大型槽車將液氮運至井口，在井口汽化站氣化后用管道輸送至井下火區(qū)；也可在井口將其分裝在小槽車中運往井下，直接把液氮注入火區(qū)，這樣可提高滅火效果。3、生產(chǎn)工作面采空區(qū)注氮防火注氮方法取決于注氮目的（是防火還是滅火）和注氮方式，一般有兩種。一種是壓管注氮，即注氮管口由進風順槽壓埋在采空區(qū)里，借助于漏風將注入的氮氣散布在采空區(qū)內。這種方法的優(yōu)點是注氮工藝簡單，適用于連續(xù)注氮。另一種是在采空區(qū)附近的巷道內向采空區(qū)打鉆，利用鉆孔注入氮氣。氮氣釋放口的位置選擇合理與否對防火效果影響較大。一般氮氣釋放口位于進風側的采空區(qū)內；釋放口不得向上，罩以金屬網(wǎng)并用堅硬的護體（石塊或木垛）加以保護，以防砸壞或孔口堵塞。注氮口一般距工作面１０～１５ｍ。4、注氮處理封閉火區(qū)１）向封閉火區(qū)注氮。有條件時注氮過程中逐漸縮封火區(qū)，以提高注氮效果。２）定向注氮，目標惰化。注氮時使氮氣流經(jīng)火源點，用氮氣流置換漏風氣流；或者用數(shù)個鉆孔能包圍火源點進行注氮，這就是目標惰化。當采空區(qū)內有高溫點或火源存在、且火源的位置已知時，在不封閉或不完全封閉火區(qū)的條件下，可通過選擇合適的注氮口實現(xiàn)。3）提高注氮效果的途徑適當增加密閉墻的氣密性，限制漏風量；增大注氮強度和保持注氮的連續(xù)性；選擇合適的注氮口位置。二、濕式惰氣滅火濕式惰氣是燃料油與一定比例的空氣混合在惰氣發(fā)生裝置（機）內經(jīng)充分燃燒后產(chǎn)生的煙氣。由于煙氣中基本上是惰性氣體或不可燃氣體，因此，將其壓入火區(qū)后，可起到惰化火區(qū)、窒息火源的作用；壓入正在密閉的火區(qū)可起到阻爆作用。第九節(jié)礦井火災時期通風高溫火災氣體的空氣動力效應有兩方面作用：一方面是燃燒生成的熱能轉化為機械能，形成附加的自然風壓，即火風壓，作用于通風網(wǎng)路；另一方面，在火源點生成大量火災氣體以及風流受熱后體積膨脹所產(chǎn)生膨脹壓力，對上風側風流產(chǎn)生阻力作用，即膨脹節(jié)流效應，對風流產(chǎn)生動力作用。一、火風壓及其計算方法二、火風壓的特性１、火風壓出現(xiàn)的位置?；痫L壓產(chǎn)生于煙流流過的有高差的傾斜或垂直巷道中。2、火風壓的作用相當于在高溫煙流流過的風路上安設了一系列輔助通風機；3、火風壓的作用方向總是向上。因此，當其產(chǎn)生于上行風巷道時，作用方向與主要通風機風壓相同；產(chǎn)生于下行風巷道時與主要通風機風壓作用方向相反，成為通風阻力，稱之為負火風壓。三、火災時期風流紊亂規(guī)律及防治1、風流的紊亂形式風流紊亂的形式主要有旁側支路風流逆轉、主干風路煙流逆退和火煙滾退三種形式。１）旁側支路風流逆轉，當火勢發(fā)展到一定的程度時，通風網(wǎng)路中與火源所在排煙主干風路相連的某些旁側分支的風流可能出現(xiàn)與正常風向相反的流動，在災變通風中把這種現(xiàn)象叫做旁側支路風流的逆轉。２)主干風路煙流逆退，如圖10-9—3所示，在分支４－２內的Ｐ點產(chǎn)生火源，若火勢迅猛，煙氣生成量大，火源下風側排煙受阻，煙氣一面沿主干風路的回風系統(tǒng)４－５－６排出，另一方面充滿巷道全斷面地逆著主干風路的進風流向２節(jié)點，這種現(xiàn)象叫煙流逆退。當逆退的煙流達到2節(jié)點后，將隨旁側分支2—3、３－５的風流侵襲更大的范圍，從而使危害擴大。下行風或水平的巷道中這種風流紊亂現(xiàn)象更為常見。３)火煙滾退，是在火源上風側附近的巷道斷面上出現(xiàn)兩種不同的流向：即巷道上部煙氣逆風流動，經(jīng)過一定的距離后又與下部風流一起按原方向流動，如圖10-9—4。煙氣生成量越大、火源溫度越高、巷道風速越低，發(fā)生滾退的概率越大。煙氣的滾退，往往是主干風路風流的逆退和旁側支路逆轉的前兆。圖10-9—42、風流紊亂的原因、規(guī)律及其防治1）上行風路產(chǎn)生火風壓，發(fā)生風流逆轉的原因主要是：（１）因火風壓的作用使高溫煙流流經(jīng)巷道各點的壓能增大；（２）火源下風側風阻增大（巷道冒頂?shù)仍颍?，導致主干風路火源上風側風量減小，沿程各節(jié)點壓能降低。風流逆轉的規(guī)律是，上行風路產(chǎn)生火風壓，旁側支路風流逆轉。旁側支路風流是否發(fā)生逆轉，與本分支的風阻大小無關。風流逆轉的過程一般是，風量先逐漸減小，至停止，到反向。旁側支路風量減小，則可能是逆轉的前兆。為了防止旁側風路風流逆轉，主要措施有：（１）降低火風壓；（２）保持主要通風機正常運轉；（３）采用打開風門、增加排煙通路等措施減小排煙路線上的風阻；2）下行風路產(chǎn)生火風壓，在下行風路中產(chǎn)生火風壓，其作用方向與主要通風機作用風壓方向相反。當火風壓等于主要通風機分配到該分支壓力時，該分支的風流就會停滯；當火風壓大于該分支的壓力時，該分支的風流就會反向。主干風路風阻及其產(chǎn)生的火風壓一定時，風量越小，越容易反向。防止下行風風路風流逆轉的途徑有：減小火勢，降低火風壓；增大主要通風機分配到該分支上的壓力。3）風流逆退的原因、規(guī)律及其防治發(fā)生逆退的原因是：煙氣的增量過大；主通風機風壓作用于主干風路的風壓小。防止逆退措施是：減小主干風路排煙區(qū)段的風阻；在火源的下風側使煙流短路排至總回風；在火源的上風側、巷道的下半部構筑擋風墻，迫使風流向上流，并增加風流的速度（如圖10-9－5）。擋風墻距火源５ｍ左右；也可在巷道中安帶調節(jié)風窗的風幛，以增加風速（圖10-9－6）。四、災變時期風流控制礦井發(fā)火時對通風制度的基體要求是：１）保護災區(qū)和受威協(xié)區(qū)域的職工迅速撤至安全地區(qū)或井上；２）有利限制煙流在井巷中發(fā)生非控制性蔓延，防止火災范圍擴大；３）不得使火源附近瓦斯聚積到爆炸濃度，不容許流過火源的風流中瓦斯達到爆炸濃度，或使火源蔓延到有瓦斯爆炸的地區(qū)；４）為救護創(chuàng)造條件。火災時常用的通風制度有以下幾種：1、維持正常通風，穩(wěn)定風流，這一制度的適用條件是：１）火源位于采區(qū)內部，煙流已彌蔓較大范圍，井下人員分布范圍大；２）通風網(wǎng)路復雜的高瓦斯礦井，采用其它通風制度有發(fā)生瓦斯和煤塵爆炸危險，或使災情擴大；３）火源位于獨頭掘進巷道內，不能停運局部通風機；４）火源位于采區(qū)或礦井主要回風巷，維持原風向有利于火煙迅速排出。5）減少向火源供風抑制火勢發(fā)展。但應注意的是，減小風量不要引起瓦斯爆炸；若火源下風側有人員未撤出，則不能減風。2、停風機，１）火源位于進風井口或進風井筒，不能進行反風；２）獨頭掘進面，發(fā)火已有較長的時間，瓦斯?jié)舛纫殉^爆炸上限，這時不能再送風。３）主通風機已成為通風阻力時。停止主通風機時應同時打開回風井的防爆門或防爆井蓋。采用這種通風制度應慎重。3、反風按范圍分，有全礦反風、區(qū)域反風和局部反風三種。１）全礦反風