礦井火災(zāi)發(fā)生的原因一、物質(zhì)燃燒的充分、必要條件１.必要條件----可燃物、助燃物、高溫能量火源。２.充分條件----三個(gè)必要條件同時(shí)存在，互相作用；R生>R散。二、外因火災(zāi)發(fā)生原因外因火災(zāi)是由于外來(lái)熱源引起的。1.存在明火；2.出現(xiàn)電火；3.違規(guī)放炮4.瓦斯、煤塵爆炸；5.機(jī)械摩擦及物體碰撞三、內(nèi)因火災(zāi)發(fā)生原因有自燃傾向性的煤層被開(kāi)采破碎后在常溫下與空氣接觸發(fā)生氧化，產(chǎn)生熱量使其溫度升高，出現(xiàn)發(fā)火和冒煙的現(xiàn)象。1.煤的氧化特性（1）所有品種煤在常溫下都吸氧，但吸氧速度不同。（2）煤的吸氧速度與所在空氣中的氧濃度成正比，即dm/dτ＝ＵＣ（3）在溫度不變條件下，吸氧速度常數(shù)隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減，即Ｕ＝Ｕ1τ—H（4）吸氧速度常數(shù)Ｕ與煤自身溫度之間符合冪函數(shù)關(guān)系（5）煤在氮?dú)庵屑訜岷笤倮鋮s可使它的活性增加，并有重新恢復(fù)到原有活性的可能。（6）吸氧速度常數(shù)Ｕ與粒度之間成復(fù)雜關(guān)系2.煤炭燃燒的條件煤炭自燃必須同時(shí)具備以下條件：（1）具有自燃傾向的煤被開(kāi)采后呈破碎堆積狀態(tài)。（2）連續(xù)地通風(fēng)供氧維持煤的氧化過(guò)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(shí)散失。上述三條件共存的時(shí)間大于煤的自燃發(fā)火期。3.煤炭氧化自燃過(guò)程煤的氧化自燃過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即潛伏階段、自熱階段、燃燒階段。1）潛伏階段煤炭在常溫下能吸附空氣中的氧氣，并在煤的表面生成不穩(wěn)定的氧化物，此時(shí)生成的熱量衡少，能及時(shí)散發(fā)掉。因此煤體溫度不會(huì)升高，通常將此階段成為潛伏期。2）自熱階段經(jīng)過(guò)潛伏期，美的氧化速度加快，如果氧化生成的熱量不能及時(shí)來(lái)不及散失時(shí)，積熱煤體溫度將逐漸升高，同時(shí)，煤體周圍空氣中的氧的濃度降低，出現(xiàn)一氧化碳和二氧化碳，特別在這個(gè)階段的后期，媒體周圍會(huì)出現(xiàn)氣溫升高，產(chǎn)生霧氣，并放出各種碳?xì)浠衔铮瑫r(shí)還出現(xiàn)煤油味、焦油味、松節(jié)油味，通常稱此階段為自熱期。3）燃燒階段經(jīng)過(guò)自熱期，若煤體溫度繼續(xù)升高，當(dāng)達(dá)到一定述職時(shí)，煤體氧化急劇加快，產(chǎn)生大量的熱能，是煤體溫度迅速升高，當(dāng)達(dá)到煤炭的著火溫度時(shí)就開(kāi)始進(jìn)入燃燒階段。4）熄滅煤體溫度降到著火溫度以下。4.煤的自燃傾向性煤炭的自燃傾向性是煤炭自燃的固有特性，使煤炭自燃的內(nèi)在因素。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤的自燃傾向性分為三類：Ⅰ類為容易自燃，Ⅱ類為自燃，Ⅲ類為不易自燃。煤的自燃傾向性的鑒定方法按照1992年版的《煤礦安全規(guī)程》執(zhí)行說(shuō)明規(guī)定采用吸氧量法（30度常壓下吸氧量）。5.影響煤炭自燃發(fā)火的因素1）煤的自燃性能（1）煤的分子結(jié)構(gòu)。（2）煤化程度：煤的自燃傾向性隨煤化程度增高而降低。（3）煤巖成分：鏡煤>亮煤>暗煤>絲炭（4）煤中的瓦斯含量：它類似用惰性氣體稀釋空氣對(duì)氧化發(fā)生的影響（5）水分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(zhì)煤中含有的硫和其它催化劑，則會(huì)加速煤的氧化過(guò)程。2）開(kāi)采技術(shù)礦井的開(kāi)拓方式、采區(qū)巷道布置、回采方法和回采工藝、通風(fēng)系統(tǒng)和技術(shù)管理等開(kāi)采技術(shù)和管理水平，對(duì)自然發(fā)火起決定性影響。（1）礦井開(kāi)拓方式和采區(qū)巷道布置。（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(jìn)速度3）影響采空區(qū)自燃的因素（1）采空區(qū)三帶劃分對(duì)于后”U”通風(fēng)系統(tǒng)(一源一匯)的采空區(qū)，按漏風(fēng)風(fēng)速、采空區(qū)氧氣濃度、采空區(qū)遺煤溫升速度和遺煤發(fā)生自燃的可能性采空區(qū)可分為三帶散熱帶：L1=5～20m,由于自由堆積，空隙漏風(fēng)大，R生自燃帶：L2=20～70m，空隙、漏風(fēng)小，R生>R散窒息（不自燃）帶Ⅲ：漏風(fēng)小，氧氣濃度低劃分三帶的指標(biāo)有三種：①采空區(qū)漏風(fēng)風(fēng)速V（V>0.9m/s為散熱帶；0.9≥V≥0.02m/s為自燃帶；∨＜0.02m/s為窒息帶。）；②采空區(qū)氧濃度（C）分布（認(rèn)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(yàn)結(jié)果，此指標(biāo)目前尚難以應(yīng)用。（２）采空區(qū)遺煤自燃的條件及其影響因素設(shè)自燃帶的最大寬度為L(zhǎng)1+L2，工作面的推進(jìn)速度為V，自然發(fā)火期為τS，在自燃帶內(nèi)煤暴露于空氣的最長(zhǎng)時(shí)間為τ(月)，則τ＝(L1+L2)/V當(dāng):τS≤τ時(shí)，可能發(fā)生自燃。4）漏風(fēng)在煤炭氧化過(guò)程的熱平衡關(guān)系中，漏風(fēng)起兩方面的作用：一是向煤提供氧化所必須的氧氣，促進(jìn)氧化發(fā)展；二是帶走氧化生成的熱量，降低煤溫，抑制氧化過(guò)程發(fā)展。蘇聯(lián)學(xué)者等研究表明，采空區(qū)及煤柱的漏風(fēng)強(qiáng)度在0.1～0.24m3/(min.m2)時(shí)容易自然發(fā)火。有的作者認(rèn)為不會(huì)導(dǎo)致自燃的極限風(fēng)速低于０.０2～0.05m3/(min.m2)；封閉采空區(qū)密閉墻漏風(fēng)壓差在300Pa、漏風(fēng)強(qiáng)度在０.02～1.2m3/(min.m2)是易自然發(fā)火的。因此，有一定局限性。但對(duì)我們研究自燃問(wèn)題是有參考價(jià)值的。把風(fēng)速控制在易燃風(fēng)速區(qū)之外，是從通風(fēng)的角度預(yù)防自然發(fā)火的原則。5）地質(zhì)因素地質(zhì)因素