煤礦災(zāi)害防治技術(shù)課件

煤礦災(zāi)害防治技術(shù)課件第一章礦井瓦斯災(zāi)害防治

目錄第一節(jié)基本概念和理論概述第二節(jié)瓦斯爆炸及突出的規(guī)律第三節(jié)瓦斯爆炸的防治與處理技術(shù)第四節(jié)煤與瓦斯突出防治與處理第五節(jié)礦井瓦斯抽放

復(fù)習(xí)題

問題思考第一節(jié)基本概念和理論概述

主要內(nèi)容一、礦井瓦斯的定義及性質(zhì)二、礦井瓦斯的成因和分帶三、煤層瓦斯的賦存狀態(tài)四、礦井瓦斯的涌出五、瓦斯涌出的影響因素六、礦井瓦斯等級一、礦井瓦斯的定義及性質(zhì)1．礦井瓦斯的定義從廣義上講，礦井瓦斯是指從煤層或巖層中放出或生產(chǎn)過程中產(chǎn)生并涌入到礦井內(nèi)的各種氣體。狹義的講，礦井瓦斯專指甲烷（CH4）。后面章節(jié)中所談的瓦斯概念，一般為甲烷。

2．礦井瓦斯的性質(zhì)瓦斯是無色、無味、無臭、無毒的氣體。瓦斯比空氣輕，其比重為O.554，因此在煤礦井下常積聚在巷道頂部或上山迎頭。瓦斯的擴散能力是空氣的1.6倍，且滲透能力很強。瓦斯微溶于水，瓦斯不助燃，但條件適宜時能發(fā)生燃燒和爆炸。二、礦井瓦斯的成因和分帶1、礦井瓦斯的成因成氣過程可分為兩個階段：第一階段為生物化學(xué)成氣時期；第二階段為煤化變質(zhì)作用時期。2.煤層瓦斯垂直分帶根據(jù)井下煤層瓦斯組分和含量，將煤層瓦斯按賦存深度不同自上而下分為4個帶：N2—CO2帶、N2帶、N2—CH4帶和CH4帶（見圖1-1-1）。

圖1-1-l頓巴斯煤田煤層瓦斯組分在各瓦斯帶中的變化I—N2-CO2；II—N2；III—N2-CH4；IV—CH4

圖1-1-2煤體中瓦斯的賦存狀態(tài)示意圖1-自由瓦斯；2-吸著瓦斯；3-吸收瓦斯；4-煤體；5-空隙

三、煤層瓦斯的賦存狀態(tài)1、瓦斯的賦存狀態(tài)礦井瓦斯在煤、巖層中以兩種狀態(tài)存在，即自由狀態(tài)和吸附狀態(tài)。自由狀態(tài)又稱游離狀態(tài)。吸附狀態(tài)分為兩種表現(xiàn)形式，即吸著狀態(tài)和吸收狀態(tài)。自由瓦斯和吸附瓦斯關(guān)系：二者是處于一種動平衡狀態(tài)，即在一定條件下自由瓦斯和吸附瓦斯可以互相轉(zhuǎn)化。

2.影響煤層瓦斯含量的因素（1）煤田地質(zhì)史。（2）地質(zhì)構(gòu)造。（3）煤層的賦存條件。（4）煤層的圍巖性質(zhì)。（5）煤的變質(zhì)程度。（6）巖漿活動。（7）水文地質(zhì)條件。

3.煤層瓦斯壓力煤層瓦斯壓力是指煤孔隙中所含游離瓦斯的氣體壓力，即氣體作用于孔隙壁的壓力。四、礦井瓦斯的涌出1．礦井瓦斯涌出形式瓦斯從煤層或圍巖中涌出的形式有兩種：（1）普通涌出。（2）特殊涌出。

2．礦井瓦斯涌出量（1）Q絕=Q×C×60×24（1-1-1）式中Q—礦井總回風(fēng)道風(fēng)量，m3/d；

C—回風(fēng)流中的平均瓦斯?jié)舛龋?。（2）q相=Q絕×n/T（1-1-2）式中Q絕—礦井絕對瓦斯涌出量，m3/d；

n—礦井瓦斯鑒定月的工作天數(shù)，d/月；

T—礦井瓦斯鑒定月的產(chǎn)量，t/月。（1）煤層和圍巖的瓦斯含量（2）開采深度（3）開采規(guī)模（4）開采順序與開采方法。（5）地面氣壓的變化。五、瓦斯涌出的影響因素《規(guī)程》規(guī)定：一個礦井中，只要有一個煤（巖）層中發(fā)現(xiàn)過瓦斯，該礦井即定為瓦斯礦井，并依照礦井瓦斯等級的工作制度進行管理，礦井瓦斯等級，按照平均日產(chǎn)一噸煤涌出瓦斯量和瓦斯涌出形式劃分為：低瓦斯礦井：10m3及其以下；高瓦斯礦井：10m3以上。煤與瓦斯突出礦井：礦井在采掘過程中，只要發(fā)生過一次煤與瓦斯突出，該礦井即為突出礦井，發(fā)生突出的煤層定為突出煤層。六、礦井瓦斯等級第二節(jié)瓦斯爆炸及突出的規(guī)律

主要內(nèi)容一、瓦斯爆炸二、煤(巖)與瓦斯突出（一）瓦斯爆炸的過程及其危害

1.瓦斯爆炸的化學(xué)反應(yīng)過程最終的化學(xué)反應(yīng)式為：

CH4＋2O2＝CO2+2H2O

如果煤礦井下O2不足，反應(yīng)的最終式為：

CH4+O2＝CO+H2+H2O2．瓦斯爆炸的產(chǎn)生與傳播過程

3．瓦斯爆炸的危害礦內(nèi)瓦斯爆炸的有害因素是：高溫、沖擊波和有害氣體。一、瓦斯爆炸1、瓦斯爆炸的基本條件

①瓦斯?jié)舛仍诒ń缦迌?nèi)，一般為5％～16％；

②混合氣體中的氧濃度不低于12％；

③有足夠能量的點火源以上三條件必須同時具備?？峦叩卤ㄈ切?/p>

（二）瓦斯爆炸的條件及影響因素

瓦斯與高溫?zé)嵩唇佑|后，不是立即燃燒或爆炸，而是要經(jīng)過一個很短的間隔時間，這種現(xiàn)象叫引火延遲性，間隔的這段時間稱感應(yīng)期。表1-2-1瓦斯爆炸感應(yīng)期火源溫度/℃瓦斯?jié)舛?﹪火源溫度/℃77582587592597510751175感應(yīng)期/s678910121.081.151.251.31.41.640.580.60.620.650.680.740.350.360.370.390.410.440.200.210.220.230.240.250.120.130.140.140.150.160.0390.0410.0420.0440.0490.055

0.010.0120.0150.0180.02柯瓦德爆炸三角形

2、影響瓦斯爆炸發(fā)生的因素（1）其它可燃氣體的影響（2）氧濃度和過量惰氣的影響（表1-2-2）（3）溫度的影響。（4）氣壓的影響。

可燃氣體加入的惰氣惰氣/可燃氣(體積比率)失爆點處的氣體(體積)濃度/%可燃氣體O2H2N216.554.35.1CO210.205.38.4CH4N23.006.112.1CO23.207.314.6CON24.1213.96.0CO22.1618.68.6表1-2-2可燃氣體H2、CH4、CO失爆所需的惰氣量（三）礦井瓦斯爆炸的致因

1．瓦斯積聚瓦斯積聚是指體積超過0.5m3時的空間瓦斯?jié)舛瘸^2％的現(xiàn)象。積聚原因主要有以下幾個方面：（1）通風(fēng)系統(tǒng)不合理。（2）正常生產(chǎn)時期，煤礦井下的通風(fēng)設(shè)施被隨意改變其狀態(tài)。（3）采掘工作面的串聯(lián)通風(fēng)。（4）局部通風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)可能使掘進工作面很快達到瓦斯爆炸的界限。（5）對封閉的區(qū)域或停工一段時間的工作面恢復(fù)通風(fēng)，未制定專門的排放瓦斯措施。（6）采空區(qū)和盲巷中往往積存大量高濃度的瓦斯。（7）當采掘工作面推進到地質(zhì)構(gòu)造異常區(qū)域時，有可能發(fā)生瓦斯異常涌出，造成瓦斯積聚。（8）巷道冒落空洞由于通風(fēng)不良容易形成瓦斯積聚。（9）小煤礦的瓦斯積聚除上述幾個方面外，還有以下幾點：

①獨眼井開采。

②未安裝主要通風(fēng)機。

③使用局部通風(fēng)機代替主要通風(fēng)機。

④回風(fēng)井筒兼作提升，礦井漏風(fēng)嚴重，通風(fēng)機不能發(fā)揮作用。

⑤礦井停工停風(fēng)或掘進工作面停工停風(fēng)。

⑥井下通風(fēng)系統(tǒng)混亂，串聯(lián)通風(fēng)嚴重。

⑦掘進工作面無局部通風(fēng)機。

⑧沒有瓦斯檢查、監(jiān)測制度。

⑨無專門的安全技術(shù)人員從事安全管理工作。2．瓦斯爆炸的點火源（1）井下爆破引起的瓦斯爆炸和燃燒事故呈增加的趨勢，存在的問題主要有：

①使用了不符合安全要求的炸藥或炸藥已經(jīng)超過安全有效期限。

②充填炮泥不合格，造成放炮火焰存在時間過長。

③爆破炮眼布置不合理，抵抗限過低，或者放明炮、糊炮等。

④爆破電路連線不合格，產(chǎn)生電火花。

⑤放炮器不合格或使用明電放炮等。（2）電火花引起的瓦斯爆炸與電器設(shè)備的不合格和人員違章操作有關(guān)。（3）摩擦撞擊火花有時難以避免。（4）井下嚴禁使用明火。（5）其他情況有。（一）煤(巖)與瓦斯突出分類按照突出物質(zhì)的不同，突出可分為煤與甲烷突出、巖石與甲烷突出、砂巖和二氧化碳突出，以及煤、巖、二氧化碳和甲烷突出。按照突出動力源的不同，突出又可分為傾出、壓出和突出。（二）煤(巖)與瓦斯突出的機理和條件

1.突出機理煤(巖)與瓦斯突出是一種力學(xué)現(xiàn)象，是地應(yīng)力、瓦斯和煤(巖)的物理力學(xué)性質(zhì)3個因素綜合作用的結(jié)果。地應(yīng)力、瓦斯和煤(巖)強度是突出的主要自然因素，突出的發(fā)生與否取決于這3個因素的一定組合。

典型的煤(巖)與瓦斯突出過程可歸結(jié)為準備、激發(fā)、發(fā)展和終止4個階段。有些突出不是一次完成的，而是有多個循環(huán)。二、煤(巖)與瓦斯突出2.突出的條件突出發(fā)生必須同時滿足以下3個條件：（1）放炮落煤、石門突然揭開煤層、采掘工作面進入地質(zhì)構(gòu)造帶、打鉆、懸頂冒落等使工作面附近煤（巖）體應(yīng)力狀態(tài)突然改變，并導(dǎo)致煤（巖）體局部的突然破壞，這是突出的誘發(fā)條件。（2）突出誘發(fā)后，煤（巖）的暴露面處于高地應(yīng)力和高瓦斯壓力區(qū)，使煤（巖）體能產(chǎn)生自發(fā)地連續(xù)破碎，這是突出的發(fā)展條件。（3）煤（巖）體和已破碎的煤（巖）能快速涌出瓦斯（包括游離瓦斯和吸附瓦斯），并形成能拋出已破碎煤（巖）的瓦斯流，這是突出發(fā)展的必要條件。（三）煤(巖)與瓦斯突出的一般規(guī)律和預(yù)兆

1.煤(巖)與瓦斯突出的一般規(guī)律（1）危險性隨開采深度及煤層厚度增大而增大。（2）絕大多數(shù)發(fā)生在掘進工作面。（3）引起應(yīng)力狀態(tài)突然變化的區(qū)域：（4）主要誘導(dǎo)因素是采掘作業(yè)，其次為爆破、風(fēng)鎬、手鎬作業(yè)。

2.突出預(yù)兆突出預(yù)兆主要有以下幾種：

①聲響預(yù)兆。②煤結(jié)構(gòu)變化預(yù)兆：

③地壓方面的預(yù)兆。④瓦斯方面的預(yù)兆。

⑤其他預(yù)兆。第三節(jié)瓦斯爆炸的防治與處理技術(shù)

主要內(nèi)容一、防止瓦斯積聚的技術(shù)措施二、防止點火源的出現(xiàn)三、加強瓦斯的檢查和監(jiān)測四、瓦斯爆炸的處理要點

一、防止瓦斯積聚的技術(shù)措施（一）按照《規(guī)程》的要求做好通風(fēng)工作（1）礦井通風(fēng)必須采用機械通風(fēng)。（2）所有沒有封閉的巷道必須保持足以稀釋瓦斯到規(guī)定界限的風(fēng)量和風(fēng)速。（3）采煤工作面必須保持風(fēng)路暢通，避免形成串連通風(fēng)。（4）掘進工作面供風(fēng)最容易出現(xiàn)安全問題。（5）對高瓦斯礦井，必須使用“三專兩閉鎖”。（6）整個礦井的生產(chǎn)和通風(fēng)是相匹配的。（二）及時處理局部聚積的瓦斯

1．回采工作面上隅角的瓦斯積聚處理技術(shù)處理的方法有以下幾種：

1）增風(fēng)吹散法（1）風(fēng)障引流法。（2）液壓局部通風(fēng)機吹散法。（3）脈動通風(fēng)技術(shù)吹散法

2）無火花設(shè)備抽排法（1）風(fēng)筒引射導(dǎo)風(fēng)法。（2）移動泵站抽放法。（3）尾巷排放法?！睹旱V安全規(guī)程》對該方法的應(yīng)用提出如下要求：①工作面風(fēng)流控制必須可靠；②專用排瓦斯巷道內(nèi)不得進行生產(chǎn)作業(yè)和設(shè)置電器設(shè)備進。③專用排瓦斯巷道內(nèi)風(fēng)速不低于0.5m/s；④專用排瓦斯巷道內(nèi)必須用不燃性材料支護，并應(yīng)有防止產(chǎn)生靜電、摩擦和撞擊火花的安全措施；⑤專用排瓦斯巷道必須貫穿整個工作面推進長度且不得留有盲巷；⑥專用排瓦斯巷道內(nèi)必須安設(shè)甲烷傳感器，甲烷傳感器應(yīng)懸掛在距專用排瓦斯巷道回風(fēng)口15m處。⑦煤層的自燃傾向性為不易自燃。2．刮板輸送機底槽的瓦斯積聚處理技術(shù)處理的方法有以下幾種：（1）設(shè)專人清理輸送機底下遺留的煤炭，保證底槽暢通，使瓦斯不易積聚。（2）保持輸送機經(jīng)常運轉(zhuǎn)，即使不出煤也讓輸送機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，以防止瓦斯積聚。（3）如果發(fā)現(xiàn)輸送機底槽內(nèi)有瓦斯超限的區(qū)段，可把輸送機吊起來，使空氣流通排除瓦斯。（4）有壓風(fēng)管路的地點可以將壓風(fēng)引至底槽進行通風(fēng)，排除積聚的瓦斯。

3．機械化采煤工作面瓦斯積聚的處理（1）加大工作面的進風(fēng)量。（3）降低瓦斯涌出的不均勻性。（4）抽放瓦斯和煤壁注水。（5）采煤機附近局部瓦斯積聚，可在采煤機的切割部或牽引部安裝小型局扇或水力引射器，吹散積存的瓦斯。

4．頂板瓦斯聚積的處理1）頂板附近瓦斯層狀積聚的處理預(yù)防和處理瓦斯層狀積聚的方法有兩種：（1）加大巷道內(nèi)風(fēng)流速度。（2）加大頂板附近的風(fēng)速。（3）黃泥抹縫法。（4）瓦斯抽放法。如圖1-3-9所示。圖1-3-9鉆孔抽放裂隙帶的瓦斯2）頂板冒落空洞內(nèi)積存瓦斯處理（1）隔離法，見圖1-3-10。（2）引風(fēng)吹散法，常見的方法有：圖1-3-10隔離法

圖1-3-11擋風(fēng)板引風(fēng)處理冒落空洞中的瓦斯1-擋風(fēng)板；2-坑木；3-風(fēng)筒①導(dǎo)風(fēng)板引風(fēng)吹散法。（如圖1-3-11所示）

②風(fēng)筒分支吹散法。見圖1-3-12③壓風(fēng)管分支吹散法。圖1-3-12風(fēng)筒分支法排放瓦斯5．掘進工作面局部的瓦斯積聚處理技術(shù)（1）對于瓦斯涌出量大的掘進工作面盡量使用雙巷掘進，每隔一定距離開掘聯(lián)絡(luò)巷，構(gòu)成全負壓通風(fēng)。（2）盲巷部分要安設(shè)局部通風(fēng)機供風(fēng)。（3）掘進工作面及其巷道中很容易出現(xiàn)冒落空洞或裂隙發(fā)育帶，對于這些地點積聚的瓦斯應(yīng)使用上述有關(guān)方法予以及時處理。6.恢復(fù)有瓦斯積存的盲巷或在打開密閉時的瓦斯處理措施要注意以下幾點：（1）最好在非生產(chǎn)班進行。（2）排放工作一般由一個救護小隊操作。（3）開動局扇前必須檢查局扇附近20m內(nèi)瓦斯?jié)舛仁欠癯蓿_動后要檢查局扇附近是否有循環(huán)風(fēng)。（4）瓦斯積存量較大時，應(yīng)逐段恢復(fù)通風(fēng)。（5）采用巷道積聚瓦斯自控排放裝置。1．加強管理，提高防火意識

2．防止放炮火源（1）煤礦井下的爆破必須使用符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的安全炸藥。（2）有爆破作業(yè)的工作面必須嚴格執(zhí)行“一炮三檢”的瓦斯檢查制度。（3）禁止使用明接頭或裸露的放炮母線。要嚴格執(zhí)行“三人連鎖放炮”制度。（4）炮眼的深度、位置、裝藥量要符合該工作面作業(yè)規(guī)程的要求。（5）禁止放明炮、糊炮。（6）嚴格執(zhí)行井下火藥、雷管的存放、運輸?shù)墓芾硪?guī)定。二、防止點火源的出現(xiàn)3．防止電氣火源和靜電火源4．防止摩擦和撞擊點火5．防止明火點燃（1）嚴禁攜帶煙草、點火物品入井，嚴禁攜帶易燃物品入井；（2）嚴禁在井口房、通風(fēng)機房、瓦斯泵房周圍20m范圍內(nèi)使用明火、吸煙或用火爐取暖。（3）不得在井下和井口房內(nèi)從事電氣焊作業(yè)。（4）嚴禁在井下存放汽油、煤油、變壓器油等。（5）井下嚴禁使用電爐或燈泡取暖。6．防止其他火源1．井下各處允許的瓦斯?jié)舛戎导俺迺r的措施

《規(guī)程》對井下各處允許瓦斯?jié)舛鹊南拗导俺迺r應(yīng)采取的措施，都作了明確的規(guī)定，詳見表1-3-1。三、加強瓦斯的檢查和監(jiān)測地點允許瓦斯?jié)猓?）超過允許濃度時必須采取的措施礦井總回風(fēng)或一翼回風(fēng)巷≤0.75礦總工程師立即調(diào)查原因、進行處理并報告局總工程師采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)流≤1停止作業(yè)，由礦總工程師負責(zé)采取有效措施進行處理采掘工作面風(fēng)流中＜1停止電鉆打眼，采取措施＜1.5停止工作、切斷電源，進行處理采掘工作面?zhèn)€別地點＜2立即進行處理，附近20m內(nèi)停止進行其他工作使用機械采煤或掘進的工作面局部積聚＜2附近20m內(nèi)必須停止機器運轉(zhuǎn)，并切斷電源進行處理，只有瓦斯?jié)舛冉档?％以下時，才允許開動機器放炮地點附近20m以內(nèi)風(fēng)流中＜1禁止放炮電動機附近20m以內(nèi)的風(fēng)流中＜1.5必須停止設(shè)備運轉(zhuǎn)、切斷電源進行處理，只有在瓦斯?jié)舛冉档?％以下，才允許開動機器表1-3-1井下各處允許的瓦斯?jié)舛戎导俺迺r的措施2．《規(guī)程》關(guān)于礦井瓦斯檢查的制度要求

《礦井瓦斯檢查的主要地點有：所有采掘工作面、硐室、使用中的機械電氣設(shè)備的設(shè)置地點、有人員作業(yè)的地點、瓦斯可能超限或積聚的地點等。其檢查要求如下：（1）采掘工作面的瓦斯?jié)舛葯z查次數(shù)：①低瓦斯礦井每班至少檢查兩次，高瓦斯礦井每班至少檢查3次。②有煤（巖）與瓦斯突出危險的采掘工作面，有瓦斯噴出危險的采掘工作面和瓦斯涌出量較大、變化異常的采掘工作面，都必須有專人經(jīng)常檢查瓦斯，并安設(shè)甲烷斷電儀。（2）采掘工作面CO2濃度應(yīng)每班至少檢查兩次；有煤（巖）與CO2突出危險的采掘工作面，CO2涌出量較大、變化異常的采掘工作面，必須有專人經(jīng)常檢查CO2濃度。本班未進行工作的采掘工作面，瓦斯和CO2應(yīng)每班至少檢查一次；可能涌出或積聚瓦斯或CO2的硐室和巷道的瓦斯或CO2應(yīng)每班至少檢查一次。（3）在有自燃發(fā)火危險的礦井，必須定期檢查CO濃度、氣體溫度等的變化情況。（4）井下停風(fēng)地點柵欄外風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛让刻熘辽贆z查一次，擋風(fēng)墻外的瓦斯?jié)舛让恐苤辽贆z查一次。（5）在爆破過程中，嚴格執(zhí)行“一炮三檢制”。（6）其他作業(yè)地點或應(yīng)該檢查瓦斯和CO2地點，每班至少檢查一次。（7）瓦斯檢查人員必須執(zhí)行瓦斯巡回檢查制度和請示報告制度，并認真填寫瓦斯檢查班報。（8）通風(fēng)安全管理部門的值班人員，必須審閱瓦斯檢查班報表，掌握瓦斯變化情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，并向礦調(diào)度室匯報。3.《規(guī)程》對礦井瓦斯檢查儀器、儀表的要求 4.通風(fēng)或瓦斯涌出異常時期應(yīng)特別注意的事項（1）煤與瓦斯突出造成短時間內(nèi)涌出的大量瓦斯，易形成高瓦斯區(qū)。（2）抽放瓦斯系統(tǒng)停止工作時，必須及時采取增加供風(fēng)、加強監(jiān)測直至停產(chǎn)撤人的措施，防止瓦斯事故的發(fā)生。（3）排除積存瓦斯時可能會造成局部區(qū)域的瓦斯超限，必須制定排放方案和保安措施，以保證排放工作的順利進行。（4）地面大氣壓力的急劇下降也會造成井下瓦斯涌出異常，必須加強監(jiān)測，并有相應(yīng)的防護措施。（5）在工作面接近采空區(qū)邊界或老頂來壓時，會使涌入工作面的瓦斯突然增加，應(yīng)加強對這一特殊時期瓦斯的監(jiān)測，總結(jié)規(guī)律，并做到心中有數(shù)。（6）采煤工作面大面積落煤也會造成大量的瓦斯涌出，應(yīng)適當限制一次放炮的落煤量和采煤機連續(xù)工作的時間。四、瓦斯爆炸的處理要點1．必須了解（詢問）的內(nèi)容（1）爆炸地點及其事故波及范圍。（2）人員分布及其傷亡情況。（3）通風(fēng)情況。（4）災(zāi)區(qū)瓦斯情況。（5）是否發(fā)生了火災(zāi)？（6）主要通風(fēng)機工作情況。2．必須分析判斷的內(nèi)容（1）通風(fēng)系統(tǒng)破壞程度。（2）是否會產(chǎn)生連續(xù)爆炸？（3）能否誘發(fā)火災(zāi)？（4）可能的影響范圍。3．必須做出決定并下達的命令（1）切斷災(zāi)區(qū)電源。（2）撤出災(zāi)區(qū)和可能影響區(qū)的人員。（3）向礦務(wù)局匯報并召請救護隊。（4）成立搶救指揮部，制定救災(zāi)方案。（5）保證主要通風(fēng)機和空氣壓縮機正常運轉(zhuǎn)。（6）保證升降人員的井筒正常提升。（7）清點井下人員、控制入井人員。（8）礦山救護隊到礦后，按照救災(zāi)方案部署救護隊搶救遇險人員、偵察災(zāi)情、撲滅火災(zāi)、恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)、防止再次爆炸。（9）命令有關(guān)單位準備救災(zāi)物資，醫(yī)院準備搶救傷員。

4．處理事故的具體措施（1）選擇最短的路線，以最快的速度到達遇險人員最多的地點進行偵察、搶救。（2）迅速恢復(fù)災(zāi)區(qū)通風(fēng)。（3）反風(fēng)。（4）清除災(zāi)區(qū)巷道的堵塞物。（5）撲滅爆炸引起的火災(zāi)。（6）發(fā)生連續(xù)爆炸時，為了搶救遇險人員或封閉災(zāi)區(qū)，救護隊指戰(zhàn)員在緊急情況下，也可利用兩次爆炸的間隔時間進行。（7）最先到達事故礦井的小隊，擔(dān)負搶救遇險人員和災(zāi)區(qū)的偵察任務(wù)。（8）第二個到達事故礦井的小隊應(yīng)配合第一小隊完成搶救人員和偵察災(zāi)區(qū)的任務(wù)，或是根據(jù)指揮部的命令擔(dān)負待機任務(wù)。（9）恢復(fù)通風(fēng)設(shè)施時，首先恢復(fù)主要的最容易恢復(fù)的通風(fēng)設(shè)施。第四節(jié)煤與瓦斯突出防治與處理

主要內(nèi)容一、煤與瓦斯突出四位一體防治體系二、煤與瓦斯突出的防治措施三、煤與瓦斯突出事故的處理

（1）突出危險性預(yù)測。（2）防治突出措施。（3）防治突出措施的效果檢驗。（4）安全防護措施?！八奈灰惑w”的防治突出綜合措施實施系統(tǒng)如圖1-4-1所示。一、煤與瓦斯突出四位一體防治體系圖1-4-1防突綜合措施實施系統(tǒng)圖

二、煤與瓦斯突出的防治措施（一）區(qū)域性防突出措施

1．開采保護層

1）開采保護層的作用（1）地壓減少，彈性潛能得以緩慢釋放。（2）煤層膨脹變形，形成裂隙與孔道，透氣系數(shù)增加。（3）煤層瓦斯涌出后，煤的強度增加。

2）保護范圍（1）垂直保護距離保護層與被保護層之間的有效垂距應(yīng)符合表1-4-1所列數(shù)值。

表1-4-1保護層與被保護層間的有效垂距名稱上保護層/m下保護層/m急傾斜煤層緩傾斜與傾斜煤層<60<50<80<100(2)沿傾向的保護范圍

煤層傾角β（°）△（°）緩傾斜傾斜急傾斜90－α90－α100－α11107表1-4-2(3)沿走向的保護范圍保護層回采工作面始采線兩側(cè)的保護范圍，必須按實際考察結(jié)果確定。我國現(xiàn)場多用冒落角φ3來確定，如圖1-4-4所示。南桐礦務(wù)局取為62°～65°，北票礦務(wù)局取為80°。圖1-4-4沿走向的保護范圍(4)煤柱的影響開采保護層還必須注意以下幾點：

A．如煤層群中有幾個保護層時，應(yīng)首先考慮上保護層。

B．礦井中所有煤層都有突出危險時，可選擇突出危險程度較小的煤層作為保護層，但在此保護層的采掘過程中，必須采取防治突出的措施。

C．礦井中所有可采煤層都具有嚴重突出危險時，也可以選擇不可采的煤層作為保護層。為了減小勞動強度，可使用刨煤機、鋼絲繩鋸等采煤機械。

D．開采保護層時，應(yīng)同時抽放被保護層的瓦斯。2．大面積預(yù)抽煤層瓦斯（二）局部防突措施1．松動爆破2.鉆孔排放瓦斯

3．水力沖孔4．超前支架（1）煤巷掘進超前支架。（2）石門揭煤超前支架。5．超前鉆孔（三）安全防護措施1.震動放炮它的效果取決于巖柱厚度、裝藥量和炮眼布置等參數(shù)。

實施震動放炮措施時，應(yīng)注意下列事項：（1）石門震動放炮要求一次全斷面揭穿（薄煤層）或揭開（中厚煤層和厚煤層）突出煤層。（2）震動放炮前，揭穿煤層的石門工作面必須有獨立的回風(fēng)系統(tǒng)，且回風(fēng)系統(tǒng)必須保證風(fēng)流暢通。（3）在石門進風(fēng)側(cè)的巷道中，為了防止突出的瓦斯逆流進入進風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)置兩道堅固的反向風(fēng)門。（4）震動放炮應(yīng)一次起爆全部炮眼，崩開石門全斷面的巖柱。（5）震動放炮必須有專門設(shè)計，設(shè)計中對爆破參數(shù)，爆破器材及起爆要求，爆破地點，反向風(fēng)門位置，避災(zāi)路線及停電、撤人和警戒范圍等必須做出明確的規(guī)定。（6）巖石眼不得打入煤層，眼底距煤層應(yīng)保持0.2m。如已打入煤層，應(yīng)在眼底充填不小于0.2m長的炮泥。（7）所有炮眼裝藥后都應(yīng)先充填1～2個水炮泥，然后再封炮泥直至眼口。（8）震動放炮應(yīng)采用毫秒雷管，延期總時間不準超過130ms，嚴禁跳段使用。（9）震動放炮時，回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)電器設(shè)備都必須切斷電源，嚴禁人員作業(yè)和通過。（10）放炮地點和石門工作面的距離應(yīng)根據(jù)突出后瓦斯可能波及的最大范圍確定。（11）震動放炮由礦總工程師統(tǒng)一指揮，并有礦山救護隊在指定地點值班。2.金屬柵欄。3.反向風(fēng)門4.井下避難所（1）井下避難所。（2）壓風(fēng)自救系統(tǒng)。三、煤與瓦斯突出事故的處理（1）瓦斯來源充足，并且瞬間涌出量很大、濃度很高。（2）突出的瓦斯能形成沖擊氣浪破壞通風(fēng)系統(tǒng)，突出的煤巖能堵塞巷道。（3）突出的高濃度瓦斯，開始時不會立即發(fā)生爆炸，但在一定供氧條件下可能遇火源引起燃燒。（4）在處理事故過程中，如果需在突出煤層中掘進巷道用于救人或恢復(fù)通風(fēng)，仍必須采取防突措施。（5）突出后，有可能在同一地點發(fā)生第二次、第三次突出。

突出事故發(fā)生后，指揮人員應(yīng)果斷地做出的決策：（1）切斷災(zāi)區(qū)和受影響區(qū)的電源，但必須在遠距離斷電，防止產(chǎn)生電火花引起爆炸。（2）撤出災(zāi)區(qū)和受威脅區(qū)的人員。（3）派人到進、回風(fēng)井口及其50m范圍內(nèi)檢查瓦斯、設(shè)置警戒，熄滅警戒區(qū)內(nèi)的一切火源，嚴禁一切機動車輛進入警戒區(qū)。（4）派遣救護隊佩戴呼吸器、攜帶滅火器等器材下井偵察情況，搶救遇險人員、恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)等。

（5）要求災(zāi)區(qū)內(nèi)不準隨意啟閉電器開關(guān)。（6）發(fā)生突出事故后不得停風(fēng)和反風(fēng)，防止風(fēng)流紊亂擴大災(zāi)情。（7）組織力量搶救遇險人員。（8）制定并實施預(yù)防再次突出的措施。（9）當突出后破壞范圍很大、巷道恢復(fù)困難時，應(yīng)在搶救遇險人員后，對災(zāi)區(qū)封閉。（10）若突出后造成火災(zāi)或爆炸，則按處理火災(zāi)或爆炸事故進行救災(zāi)。第五節(jié)礦井瓦斯抽放

主要內(nèi)容一、瓦斯抽放的條件二、礦井瓦斯抽放方法三、布孔及抽放參數(shù)的確定四、抽放瓦斯裝備及抽放監(jiān)控系統(tǒng)

衡量一個瓦斯礦井是否有必要抽放，可以根據(jù)以下幾點：（1）對于生產(chǎn)礦井，由于礦井的通風(fēng)能力已經(jīng)確定，所以礦井瓦斯涌出量超過通風(fēng)所能稀釋瓦斯量時，即應(yīng)考慮抽放瓦斯；（2）對于新建礦井，當采煤工作面瓦斯涌出量＞5m3/min，掘進工作面瓦斯涌出量＞3m3/min，采用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理時，應(yīng)該抽放瓦斯；（3）對于全礦井，一般認為，絕對瓦斯涌出量＞30m3/min，或相對瓦斯涌出量＞15～25m3/t時應(yīng)抽放瓦斯；（4）開采保護層時可考慮抽放保護層瓦斯；對于突出煤層，可以考慮用預(yù)抽瓦斯的方法防止突出。一、瓦斯抽放的條件二、礦井瓦斯抽放方法依據(jù)分類適用條件按抽出瓦斯來源分本煤層抽放井下開采工作所遇到的瓦斯主要來自本煤層，且涌出量大鄰近煤層抽放由于采動的影響，開采層上、下鄰近煤層內(nèi)的瓦斯涌入開采層的回采工作面而威脅生產(chǎn)時采空區(qū)抽放在工作面后方的采空區(qū)或者采空區(qū)經(jīng)常泄出瓦斯，導(dǎo)致工作面、采區(qū)總回風(fēng)或全礦井總回風(fēng)中的瓦斯嚴重超限按抽放區(qū)是否卸壓分未卸壓抽放適用于透氣系數(shù)較大的開采煤層卸壓抽放適用于透氣系數(shù)較差的開采煤層按抽放與采掘的時間配合分預(yù)先抽放用于夠消除回采和掘進時的瓦斯危害邊采邊抽適用于預(yù)先抽放效果不理想或接續(xù)緊張條件下的瓦斯抽放按抽放工藝分井下鉆孔抽放本煤層、鄰近層、采空區(qū)抽放瓦斯皆可使用，是最常見的瓦斯抽放通道巷道抽放煤層較厚透氣性好，采掘時有大量瓦斯涌出時鉆孔、巷道混合抽放鄰近層或工作面開區(qū)抽放采空區(qū)封閉抽放采空區(qū)丟煤太多，放頂后涌出瓦斯量大的情況地面鉆孔抽放采區(qū)距地表較淺，地面有施工條件的地方表1-5-1瓦斯抽放方法分類

（一）本煤層瓦斯抽放開采煤層的瓦斯抽放，是在煤層開采之前或采掘的同時，用鉆孔或巷道進行該煤層的抽放工作。按照煤層的透氣系數(shù)評價未卸壓煤層預(yù)抽瓦斯的難易程度的指標如表1-5-2。表1-5-2煤層抽放瓦斯難易程度分級表等級煤層透氣系數(shù)／m2.MPa-2.d-1煤層百米鉆孔瓦斯涌出衰減系數(shù)/d-1容易抽放可以抽放較難抽放>1010～0.1<0.1<0.015～0.030.03～0.05>0.05

1．未卸壓鉆孔抽放（1）穿層鉆孔（2）順層鉆孔

2．卸壓鉆孔抽放（1）隨掘隨抽（2）隨采隨抽

3．人工增加煤層透氣系數(shù)的措施（1）水力壓裂（2）水力割縫（3）深孔爆破（4）酸液處理（二）鄰近層的瓦斯抽放

1．上鄰近層瓦斯抽放

1）頂板穿層鉆孔法具體應(yīng)考慮：（1）鉆孔的終孔點要在冒落帶以上的裂隙帶內(nèi)；（2）鉆孔仰角和夾角要保證工作面推過后不斷孔，并且要使鉆孔處于卸壓帶以內(nèi)；（3）根據(jù)工作面上隅角或采空區(qū)瓦斯分布，鉆孔伸人工作面水平投影距離應(yīng)在1Om以上。

2）頂板走向鉆孔法

3）頂板巷道抽巷道法（1）傾斜高抽巷。（2）走向高抽巷。（三）采空區(qū)抽放采空區(qū)瓦斯抽放可分為封閉式抽放和開放式抽放兩類。1．封閉式采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù)2．開放式采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù)開放式采空區(qū)瓦斯抽放方法開放式采空區(qū)瓦斯抽放方法主要有以下幾種：（1）引巷密閉插管抽放法（2）鉆孔抽放法（3）埋管抽放法（4）頂板（煤）巷抽放法

抽放的瓦斯混合氣體，應(yīng)符合下述要求，一旦發(fā)現(xiàn)有關(guān)指標異常，應(yīng)立即停止抽放，采取防止自燃的措施。

①氧氣濃度不得大于7%，最高不大于10%；

②一氧化碳濃度不得大于臨界值（臨界值指標由開采礦井考查確定。撫順礦區(qū)煤炭自燃發(fā)火的臨界值指標CO臨≤50PPm）；

③瓦斯（CH4）濃度不得低于25%或30%（采用水環(huán)式真空泵抽放時，不低于25%；采用干式鼓風(fēng)機抽放時，不低于30%)；

④混合氣體溫度不得大于所在場所（地點）的空氣溫度；

⑤回采工作面回風(fēng)流和上隅角的瓦斯和一氧化碳濃度不得超過《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。

三、布孔及抽放參數(shù)的確定

1．鉆孔間距2．鉆孔個數(shù)和鉆孔長度3．鉆孔直徑4．鉆孔方向5．抽放負壓。

抽放瓦斯的設(shè)備主要有鉆機、封孔裝置、管道、瓦斯泵、安全裝置和檢測儀表。（一）鉆機鉆機按動力種類可分為液動、電動和風(fēng)動鉆機三種；按傳動方式分為全液壓傳動杯機械液壓傳動兩種；按結(jié)構(gòu)形式分為滑臺動力頭式和立軸回轉(zhuǎn)式兩種。（二）抽放瓦斯的管道一般用鋼管或鑄鐵管。管道直徑是決定抽放投資和抽放效果的重要因素之一。（三）瓦斯抽放泵礦用瓦斯抽放泵大致可分為三類，即水環(huán)式真空泵、離心式鼓風(fēng)機和回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機。（四）其他裝置1．放水器2．防爆、防回火裝置四、抽放瓦斯裝備及抽放監(jiān)控系統(tǒng)（五）抽放瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)

1．瓦斯泵房及抽放管道監(jiān)控系統(tǒng)瓦斯抽放泵房及抽放管道監(jiān)控系統(tǒng)，用于井下或地面抽放泵站對瓦斯抽放管中的甲烷濃度、溫度、抽放負壓、抽放瓦斯的混合流量和純流量進行流動檢測和連續(xù)監(jiān)測。其主要功能是：（1）對抽放泵站和加壓泵站瓦斯管道抽放參數(shù)及相應(yīng)的機電設(shè)備工況運行參數(shù)進行監(jiān)測，并完成相應(yīng)的控制；（2）對抽放泵房和加壓泵房環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控；（3）對配氣站（儲氣罐）管道參數(shù)、供氣參數(shù)和自控閥門等機電設(shè)備的監(jiān)控；（4）全系統(tǒng)信息管理、數(shù)據(jù)顯示、報警顯示、數(shù)據(jù)儲存、報表、打印。2．采空區(qū)瓦斯抽放監(jiān)控裝備對于采空區(qū)瓦斯抽放來講，除監(jiān)控抽放量、瓦斯?jié)舛群统榉咆搲旱葏?shù)外，尚需監(jiān)測抽放瓦斯中的一氧化碳濃度，以防止采空區(qū)煤炭自燃。至于采空區(qū)瓦斯抽放參數(shù)的控制，基于采空區(qū)的特點，主要是控制抽放負壓?？刂瞥榉咆搲菏歉鶕?jù)抽放瓦斯?jié)舛鹊母叩?，當其低于?guī)定界限時，即應(yīng)調(diào)整（減小）抽放負壓，如濃度增高時，尚可適當增大負壓，以增加抽放量和提高抽放效果。如在抽放過程中一氧化碳濃度高于限界，將據(jù)其實施控制，即停止抽放。復(fù)習(xí)題

1．什么是礦井瓦斯？瓦斯的主要物理及化學(xué)性質(zhì)有哪些？

2．瓦斯是如何生成的？煤內(nèi)實際含有的瓦斯量是否等于生成量？

3．瓦斯在煤內(nèi)存在的形態(tài)有哪些？相互之問有何關(guān)系？

4．煤層瓦斯壓力和煤層瓦斯含量有什么關(guān)系？影響煤層瓦斯含量的因素有哪些？

5.礦井瓦斯涌出形式有哪些？礦井的瓦斯涌出量如何表示？

6．某采區(qū)的月產(chǎn)量為9000t，月工作日為30大，測得該采區(qū)的回風(fēng)量為480m3／min，瓦斯?jié)舛葹?.16％。求該采區(qū)的瓦斯涌出量。（答案：2.88m3/min；13.8m3/t。）

7．影響瓦斯涌出量的因素有哪此？

8．我國的礦井瓦斯等級是如何劃分的？

9．瓦斯爆炸的條件是什么？爆炸界限是多少？10.局部地點的瓦斯積聚是造成瓦斯爆炸事故的根源，積聚原因主要是什么？瓦斯爆炸的點火源？11．小煤礦的瓦斯積聚的主要特點是什么？

12．煤(巖)與瓦斯突出分類

13．煤與瓦斯突出的一般規(guī)律和預(yù)兆有哪些？

14．怎樣防止采煤工作面上隅角的瓦斯積聚？

15．如何處理機械化采煤工作面瓦斯積聚？

16．如何處理頂板冒落空洞內(nèi)積存瓦斯處理？

17．如何處理掘進工作面局部積聚的瓦斯？

18．《規(guī)程》關(guān)于井下各處允許的瓦斯?jié)舛戎捣謩e是多少？超限時的處理措施有哪些？

19．《規(guī)程》關(guān)于礦井瓦斯檢查的制度要求有哪些？

20．通風(fēng)或瓦斯涌出異常時期應(yīng)特別注意哪些事項？21．煤與瓦斯突出四位一體防治體系的主要內(nèi)容是什么？

22．什么是開采保護層？開采保護層的作用是什么？怎樣劃定保護范圍？

23．大面積預(yù)抽煤層瓦斯的作用是什么？有哪些方式？

24．局部防突措施有哪些？

25．安全防護措施有哪些？

26．震動放炮作為安全防護措施的作用是什么？進行震動放炮要注意哪此事項？

27．瓦斯抽放的條件是什么？本煤層瓦斯抽放的方法有哪些？

28．人工增加煤層透氣系數(shù)的措施有哪些？

29．鄰近層的瓦斯抽放的方法有哪些？

30．采空區(qū)抽放的方法有哪些？采空區(qū)抽放時為防止煤炭自燃，應(yīng)采取哪些措施？問題思考1．何謂瓦斯的引火延遲性？煤礦生產(chǎn)中如何利用這一特性？

2．怎樣從開采技術(shù)因素方面降低瓦斯的涌出量和瓦斯涌出的不均勻性？

3．為什么在瓦斯礦井中多采用抽出式通風(fēng)？地面大氣壓和風(fēng)量變化對瓦斯涌出的影響如何？

4．為什么鄰近層抽放總能抽出瓦斯？抽放效果決定于哪些因素？為什么鄰近層離開采煤層越近，抽放率越低？

第二章礦井火災(zāi)防治

目錄第一節(jié)基本概念和理論概述第二節(jié)開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火第三節(jié)通風(fēng)措施防治自燃發(fā)火第四節(jié)介質(zhì)法防滅自燃發(fā)火第五節(jié)礦井火災(zāi)處理

復(fù)習(xí)題

問題思考第一節(jié)基本概念和理論概述

主要內(nèi)容一、礦井火災(zāi)發(fā)生的基本要素

二、礦并火災(zāi)的分類

三、煤炭自燃發(fā)火

四、礦井火災(zāi)的危害五、火風(fēng)壓六、礦井火災(zāi)防治的技術(shù)途徑一、礦井火災(zāi)發(fā)生的基本要素（1）熱源。（2）可燃物。（3）空氣?；馂?zāi)的3個要素必須同時存在，且達到一定的數(shù)量，才能引起礦井火災(zāi)，缺少任何一個要素，礦井火災(zāi)就不可能發(fā)生。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)。（2）根據(jù)不同發(fā)火地點，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)可分為機電設(shè)備火災(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。（1）潛伏期。（2）自熱期。（3）自燃。在《礦井防滅火規(guī)范》中規(guī)定出現(xiàn)下列現(xiàn)象之一，即為自燃發(fā)火。圖2-1-1煤自燃發(fā)展過程示意圖

①煤因自燃出現(xiàn)明火、火炭或煙霧等現(xiàn)象；②由于煤炭自熱而使煤體、圍巖或空氣溫度升高至70℃以上；③由于煤炭自熱而分解出CO、C2H4或其它指標氣體，在空氣中的濃度超過預(yù)報指標，并呈逐漸上升趨勢。

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)火期煤炭自燃發(fā)火是一漸變過程，要經(jīng)過潛伏期、自熱期和燃燒期三個階段，因此，具有自燃傾向性的煤層被揭露后，要經(jīng)過一定的時間才會自燃發(fā)火。這一時間間隔叫做煤層的自燃發(fā)火期，是煤層自燃危險在時間上的量度。自燃發(fā)火期愈短的煤層，其自燃危險性愈大。

4．影響煤炭自燃發(fā)火的因素煤炭自燃發(fā)火是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，影響煤炭自燃發(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主要取決于以下幾個方面：①煤的變質(zhì)程度。②煤的孔隙率和脆性。③煤巖成分。④煤的水分。⑤煤中硫和其他礦物質(zhì)。⑥煤中的瓦斯含量。（2）煤層的賦存地質(zhì)條件①煤層越厚與傾角。②地質(zhì)構(gòu)造。③煤層埋藏深度。④圍巖的性質(zhì)。（3）開拓系統(tǒng)（4）采煤方法（5）漏風(fēng)條件（如圖2-1-2）圖2-1-2采空區(qū)散熱、自燃、窒息三帶分布示意圖

四、礦井火災(zāi)的危害

礦井火災(zāi)的發(fā)生具有嚴重的危害性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）人員傷亡。（2）礦井生產(chǎn)接續(xù)緊張。（3）巨大的經(jīng)濟損失。（4）污染環(huán)境

五、火風(fēng)壓

圖2-1-31、火風(fēng)壓的計算方法如圖2-1-3所示。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；（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所示。（2）主干風(fēng)路煙流逆退。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）火煙滾退。如圖2-1-6所示。圖2-1-6火煙滾退示意圖

六、礦井火災(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)生機電火災(zāi)。(4)防止摩擦引燃：①防止膠帶摩擦起火。膠帶輸送機應(yīng)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?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：①在適當?shù)奈恢媒ㄔ旆阑痖T，防止火災(zāi)事故擴大。②每個礦井地面和井下都必須設(shè)立消防材料庫。③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)。④主要通風(fēng)機必須具有反風(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

第二節(jié)開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火

主要內(nèi)容一、井下易于自燃的區(qū)域二、開拓開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火的措施

一、井下易于自燃的區(qū)域(1)采空區(qū)。(2)煤柱。(3)巷道頂煤。(4)斷層和地質(zhì)構(gòu)造附近。二、開拓開采技術(shù)預(yù)防自燃發(fā)火的措施

從防止礦井自燃發(fā)火的角度出發(fā)，開拓開采技術(shù)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(zhì)基礎(chǔ)。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。③使流向可燃物質(zhì)的漏風(fēng)，在數(shù)量上限制在不燃風(fēng)量之下，在時間上限制在自燃發(fā)火期以內(nèi)。為滿足上述要求，通常應(yīng)采取以下技術(shù)措施：圖2-2-1上下區(qū)段分采同掘l—工作面運輸巷；3—聯(lián)絡(luò)巷2—下區(qū)段工作面回風(fēng)巷；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、圖2-2-2。

圖2-2-2上下區(qū)段分采分掘1—工作面運輸巷掘進頭；2—下區(qū)段工作面回風(fēng)巷掘進頭（4）推廣無煤柱開采技術(shù)。在確定開拓方式和采取巷道布置時，還要考慮通有利于通風(fēng)系統(tǒng)防火及均壓放滅火等有關(guān)通風(fēng)系統(tǒng)管理的要求。2、選擇合理的采煤方法（1）長壁式采煤方法的巷道布置簡單，采出率高，有較大的防火安全性，特別是綜合機械化的長壁工作面，回采速度快、生產(chǎn)集中、單產(chǎn)高，在相同產(chǎn)量的條件下煤壁暴露的時間短、面積小，對于防止自燃發(fā)火非常有利。（2）在合理的采煤方法中也應(yīng)包括合理的頂板管理方法。（3）選擇先進的回采工藝和合理的工藝參數(shù)，以便盡可能提高回采率，加快回采進度。（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)之間連通。（5）選擇合理的開采順序

第三節(jié)通風(fēng)措施防治自燃發(fā)火

主要內(nèi)容一、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)二、增阻減少漏風(fēng)防滅火三、均壓減少漏風(fēng)防滅火一、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)1）選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)。（見圖2-3-1）圖2-3-1通風(fēng)的系統(tǒng)選擇(a)—前進式；(b)—后退式（2）實行分區(qū)通風(fēng)。（3）選擇合理的采區(qū)和工作面通風(fēng)系統(tǒng)。如采空區(qū)漏風(fēng)較為嚴重工作面，工作面較短時可采用后退式U型通風(fēng)系統(tǒng)（圖2-3-2），工作面較長時可采用后退式W型通風(fēng)系統(tǒng)（圖2-3-3）。圖2-3-2U型通風(fēng)系統(tǒng)

圖2-3-3W型通風(fēng)系統(tǒng)二、增阻減少漏風(fēng)防滅火

圖2-3-41、合理確定通風(fēng)構(gòu)筑物的位置例如，圖2-3-4的巷道AB間煤柱內(nèi)有裂隙ced，構(gòu)成漏風(fēng)通路。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)。（4）噴涂空氣泡沫防止漏風(fēng)。（5）凝膠堵塞漏風(fēng)。（1）風(fēng)窗上風(fēng)側(cè)風(fēng)流壓能增加，下風(fēng)側(cè)風(fēng)流壓能降低；A點風(fēng)流壓能增加，B點風(fēng)流壓能降低，其增加和降低的幅度取決于風(fēng)窗的阻力和該分支在網(wǎng)路中所處的地位；（2）因風(fēng)量減小，風(fēng)窗前后風(fēng)路上的壓力坡度線變緩。圖2-3-5調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(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)所示，對比兩者可見：三、均壓減少漏風(fēng)防滅火2、風(fēng)機調(diào)壓的原理圖2-3-6風(fēng)機調(diào)壓的原理

3、風(fēng)窗-風(fēng)機聯(lián)合調(diào)壓的原理（1）風(fēng)窗——風(fēng)機增壓調(diào)節(jié)。所謂增壓調(diào)節(jié)是指使兩調(diào)壓裝置中間的風(fēng)路上風(fēng)流的壓能增加。為此，風(fēng)機安裝在風(fēng)窗的上風(fēng)側(cè)。圖2-3-7(a)、（b）分別表示風(fēng)量不變和風(fēng)量減少時壓力分布變化特點。（2）風(fēng)窗——風(fēng)機聯(lián)合降壓調(diào)節(jié)。做降壓調(diào)節(jié)時，風(fēng)窗安裝在上風(fēng)側(cè)，風(fēng)機安裝在下風(fēng)側(cè)。調(diào)壓前后壓能變化規(guī)律可根據(jù)上圖分析做類似分析。

圖2-3-7風(fēng)窗一風(fēng)機聯(lián)合增壓調(diào)節(jié)(二)均壓防滅火的方法1、開區(qū)均壓1）并聯(lián)漏風(fēng)的開區(qū)均壓如圖2-3-8。

圖2-3-8采空區(qū)并聯(lián)漏風(fēng)（1）當自燃高溫火點處于如圖2-1-2所示的自燃帶Ⅱ中后部（靠近窒息帶）時，則可用降低漏風(fēng)壓差（工作面通風(fēng)阻力）的方法，減小漏風(fēng)帶寬度，使窒息帶覆蓋高溫點。其措施有：①在工作面進風(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。②在工作面下端設(shè)風(fēng)障或掛風(fēng)簾（如圖2-3-9）。這種方法對于減少采空區(qū)的瓦斯涌出也是有利的。圖2-3-9工作面下端掛設(shè)風(fēng)簾后三帶分布（2）高溫點位于自燃帶的前部（靠近散熱帶附近）時，采用減小風(fēng)量的方法不能使其被窒息帶覆蓋時，一般也可采用在工作面下端掛風(fēng)簾的方法來減小火源所在區(qū)域內(nèi)的漏風(fēng)，同時加快工作面的推進速度，使窒息帶快速覆蓋高溫點。（3）如果高溫點位置不好判斷時，可以在工作面進風(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。2）角聯(lián)漏風(fēng)的調(diào)壓采空區(qū)內(nèi)除存在并聯(lián)漏風(fēng)外，還有部分漏風(fēng)與其他風(fēng)巷或工作面發(fā)生聯(lián)系，這種漏風(fēng)叫角聯(lián)漏風(fēng)。如圖2-3-10（a）所示。圖2-3-10采空區(qū)角聯(lián)漏風(fēng)3）復(fù)雜漏風(fēng)圖2-3-10采空區(qū)復(fù)雜漏風(fēng)

圖2-3-10為從不明區(qū)域漏入,消除這類漏風(fēng)，抑制采空區(qū)遺煤自燃，通常的做法是在回風(fēng)巷安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門，提高工作面空氣的絕對壓力，為了不減少工作面的供風(fēng)量，可在工作面進風(fēng)巷安設(shè)風(fēng)機。

圖2-3-11調(diào)壓風(fēng)窗對火區(qū)影響示意圖2、閉區(qū)均壓1）風(fēng)門、風(fēng)窗調(diào)節(jié)法如圖2-3-11，在并聯(lián)網(wǎng)路中一個分支有火區(qū)存在，可以在如圖2-3-11a所示的1-2分支上或如圖2-3-11b所示的3-4分支上安設(shè)調(diào)壓風(fēng)窗來減少火區(qū)兩側(cè)的壓差。2）風(fēng)筒風(fēng)機調(diào)節(jié)法如圖2-3-12所示圖2-3-12風(fēng)筒風(fēng)機調(diào)節(jié)法示意圖3）調(diào)壓氣室均壓（1）連通管調(diào)壓氣室。（圖2-3-13示）圖2-3-13連通管調(diào)壓氣室示意圖1一調(diào)壓管；2一輔助密閉；3一密閉；4一壓差計（2）風(fēng)機調(diào)壓氣室。（圖2-3-14）圖2-3-14風(fēng)機調(diào)壓氣室示意圖1一風(fēng)機；2一氣室密閉；3一永久密閉；4一壓差計

第四節(jié)介質(zhì)法防滅自燃發(fā)火

主要內(nèi)容一、灌漿防滅火二、凝膠防滅火三、阻化劑防滅火四、惰氣防滅火五、泡沫防滅火一、灌漿防滅火

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（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)。灌漿防火的實質(zhì)是，抑制煤在低溫時的氧化速度，延長自燃發(fā)火期。（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。漿材必須滿足下述基本要求：(1)不含或少含可燃和自燃物質(zhì)；(2)不含催化物質(zhì)；(3)粒度一般不大于2mm，而且細小顆粒應(yīng)占大部分。粒度小于1mm的細小顆粒所占比例要達到75％；(4)易于加水制成泥漿，易于脫水，同時還具有一定的穩(wěn)定性；(6)收縮量盡可能小，含砂量也不超過30％。（2）漿液的制備工藝。泥漿的制備由攪拌機完成，按攪拌機的運動方式可分為固定式和行走式兩種。2．漿液的輸送（1）輸漿壓力與輸漿倍線。輸送漿液的壓力有兩種，一是利用漿液自重及漿液在地面入口與井下出口之間高差形成的靜壓力進行輸送，叫靜壓輸送；當靜壓不能滿足要求時應(yīng)采用加壓輸送。前者使用較多。輸漿倍線表示輸漿管路阻力與壓力之間關(guān)系，用N表示。靜壓輸送時：加壓輸送時：（2-4-1）（2-4-2）

式中L——漿液自地面管路的入口至灌漿區(qū)管路的出口管線總長度，m；

H——漿液入出口之間的高差，m；

h——泥漿泵的壓力，m。倍線一般控制在3～8之間。過大時，應(yīng)加壓；過小時，容易發(fā)生裂管跑漿事故，可在適當?shù)奈恢冒惭b閘閥進行增阻。（2）灌漿管道的選擇。當管道中漿液恰好處于無沉積的懸浮狀態(tài)時的流速稱為臨界流速（Vc），也叫不淤流速。在這個流速下輸送漿液，既能保證不淤積、不堵管，而且消耗的能量又最小。因此，臨界流速是一重要參數(shù)。與臨界流速對應(yīng)的管徑叫臨界管徑dc，兩者的關(guān)系為：（2-4-3）

（3）灌漿鉆孔（三）灌漿防火方法按與回采的關(guān)系分，預(yù)防性灌漿有：采前預(yù)灌、隨采隨灌、采后封閉灌漿等三種。1、采前預(yù)灌所謂采前預(yù)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。2、隨采隨灌（1）鉆孔灌漿。如圖2-4-2所示圖2-4-2鉆孔灌漿示意圖1—底板消火道；2—回風(fēng)道；3—鉆孔；4—工作面進風(fēng)巷（2）小巷鉆孔灌漿。如圖2-4-3所示。圖2-4-3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—工作面進風(fēng)巷（3）埋管灌漿。是在放頂前沿回風(fēng)巷道在采空區(qū)預(yù)先鋪好灌漿管，放頂后立即進行灌漿。隨著工作面的推進，按放頂步距用回柱絞車逐漸向外牽引灌漿管，牽引一定距離灌一次漿。（4）灑漿。是從灌漿管接出一段膠管，沿工作面方向向采空區(qū)均勻地灑漿。(5)綜采工作面插管灌漿。（見圖2-4-4），圖2-4-4綜放面插管灌漿（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。在灌漿區(qū)下部巷道中必須用濾漿密閉將灌漿區(qū)和工作區(qū)隔開，而且要求濾漿密閉有一定的強度，防止崩漿事故發(fā)生。（4）防止地表水流入井下。在煤層淺部灌漿時，要及時填塞地表塌陷坑及鉆孔，防止地表水流入井下。（5）灌漿區(qū)下部采掘。在灌漿區(qū)下部進行采掘前，必須對灌漿區(qū)進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有積水，必須打鉆放水后，才能進行采掘工作。3、采后灌漿（四）預(yù)防性灌漿注意事項有的礦井在灌漿區(qū)采掘時曾發(fā)生過潰漿事故，造成嚴重損失。為了防止這類事故發(fā)生，灌漿時應(yīng)注意下列事項：（1）經(jīng)常觀察水情。二、凝膠防滅火

凝膠防滅火技術(shù)是20世紀90年代在我國廣泛應(yīng)用的新型防滅火技術(shù)。多用于井下局部煤體高溫或發(fā)火的防滅火處理，由于其工藝簡單，操作方便，防滅火效果較好，在有自燃危險煤層的礦區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。(1）吸熱降溫作用。(2)堵漏風(fēng)作用。(3）保水作用凝膠的含水量大于90%，硅酸所形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能有效地阻止水的流失。在井下潮濕封閉條件下，凝膠一個月的體積收縮率小于20%，一定時期內(nèi)能有效地起著堵漏風(fēng)作用。(4）阻化作用凝膠無論其原料還是最終產(chǎn)物都對煤體具有阻化作用，尤其是成膠后能覆蓋于煤體表面，阻止其氧化。(5）成膠材料來源廣泛，成本低廉，壓注工藝簡單，操作方便。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2．雙箱單泵工藝其工藝流程如圖圖2-4-6所示。圖2-4-6凝膠防滅火雙箱單泵工藝原理示意圖

凝膠注漿設(shè)備目前已經(jīng)有系列產(chǎn)品出現(xiàn)，如圖2-4-7所示圖2-4-7井下輕便型移動式注膠工藝流程（三）凝膠配方存在的問題和改進

1.方存在的問題凝膠防滅火技術(shù)已在我國煤礦得到廣泛應(yīng)用，但在實踐中也暴露出諸多問題：(1）膠形成過程中釋放出氨氣，污染井下空氣，危害工人健康。(2）膠的強度較低，而且呈剛性，一旦被破壞就不能恢復(fù)，因此在壓注完成后，遇礦壓會壓裂，影響堵漏風(fēng)效果。(3）凝膠成本一般都在60元／m3以上，高于黃泥灌漿、水砂充填等的成本，不適合大面積充填防滅火使用。

2.改進型配方針對傳統(tǒng)凝膠存在的諸如膠形成過程中釋放出氨氣、膠的強度較低且呈剛性、凝膠成本較高等問題，近年來改進型配方主要有以下幾種：三、阻化劑防滅火（一）阻化防火機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，其防滅火機理為：①增加煤在低溫時的化學(xué)惰性，使煤炭和氧的親合力降低；②形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面；③充填煤柱內(nèi)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(zhì)是降低煤在低溫時的氧化速度，延長煤的自燃發(fā)火期。(1）無氨味凝膠配方。(2）分子結(jié)構(gòu)型膨脹凝膠。(3）粉煤灰膠體。

（2）注液量注液量的大小與注液控制范圍煤量成正比。其計算公式如下：

T=KDV（2-4-4）式中T―日注液量，t;K―噸煤用液量，t/t;D―實體煤容重，t/m3;V―注液控制煤體體積，m3;

（三）阻化劑材料和濃度選擇（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.汽霧阻化（1）汽霧阻化系統(tǒng)如圖2-4-8所示

圖2-4-8采空區(qū)噴送霧狀阻化劑系統(tǒng)1—阻化劑溶液箱；2—輸液泵；3—自動過濾；4—高壓軟管；5—支架；6—漏風(fēng)方向；7—霧化發(fā)生器

（2）噴霧量噴霧量的大小與采空區(qū)丟煤量成正比。其計算公式如下：T=KADLHS/R（2-4-5）式中

T―日噴霧量，t;R―霧化率，%;K―噸煤用液量，t/t;D―實體煤容重，t/m3;L―工作面長度，m;H―工作面采高，m;S―日進尺，m;A―丟煤率，％。3.噴灑阻化劑

工藝系統(tǒng)如圖2-4-9所示。圖2-4-9噴灑阻化劑工藝系統(tǒng)l-供水管；2-永久溶液池；3-水泵；4-壓力表；5-鐵管；6-閥門；7-膠管；8-噴槍；9-流量計四、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等。惰氣防滅火原理：惰氣防滅火就是將惰氣注入已封閉的或有自燃危險的區(qū)域，降低其氧的濃度，從而使火區(qū)因氧含量不足使火源熄滅。（一）氮氣防滅火技術(shù)1.氮氣防滅火機理與惰化指標1)氮氣防滅火機理（l）采空區(qū)內(nèi)注入大量高濃度的氮氣后，氧氣濃度相對減小，氮氣部分地替代氧氣而進入到煤體裂隙表面（2）采空區(qū)注入氮氣后，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會；（3）氮氣在流經(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。（4）采空區(qū)內(nèi)的可燃、可爆性氣體與氮氣混合后，隨著惰性氣體濃度的增加，爆炸范圍逐漸縮?。聪孪奚?、上限下降）。3.注氮防滅火工藝注氮方式從空間上分為開放式注氮和封閉式注氮；從時間上分為連續(xù)性注氮和間斷性注氮。1)開放式注氮當自燃發(fā)火危險主要來自回采工作面的后部采空區(qū)時，應(yīng)該采取向本工作面后部采空區(qū)注入氮氣的防火方法。具體方式有2種：（1）埋管注氮。2)注氮防滅火惰化指標（1）采空區(qū)惰化氧濃度指標不大于煤自燃臨界氧濃度,一般氧含量應(yīng)小于7％～10％。（2）惰化滅火氧濃度指標不大于3％。（3）惰化抑制瓦斯爆炸氧濃度指標小于12％。（2）拖管注氮。

無論是埋管注氮還是拖管注氮，注氮管的埋設(shè)及氮氣釋放口的設(shè)置應(yīng)符合如下要求：A、對采用U型通風(fēng)方式的采煤工作面，應(yīng)將注氮管鋪設(shè)在進風(fēng)順槽中，注氮釋放口設(shè)在采空區(qū)中，如圖2-4-10所示。圖2-4-10注氮管埋設(shè)及釋放口位置B、氮氣釋放口應(yīng)高于底板，以900彎拐向采空區(qū)，與工作面保持平行，并用石塊或木垛等加以保護。

C、氮氣釋放口之間的距離，應(yīng)根據(jù)采空區(qū)“三帶”寬度、注氮方式和注氮強度、氮氣有效擴散半徑、工作面通風(fēng)量、氮氣泄漏量、自燃發(fā)火期、工作面推進度以及采空區(qū)冒落情況等因素綜合確定。

D、注氮管一般采用單管，管道中設(shè)置三通。從三通上接出短管進行注氮。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)氮氣泄漏的措施1)直接堵漏措施。2)均壓措施。5.日常管理應(yīng)注意的事項（1）注氮量的多少，應(yīng)根據(jù)采空區(qū)中的氣體成分來確定。（2）合理設(shè)置監(jiān)測傳感器，加強對采空區(qū)、工作面和回風(fēng)槽中02、N2和CO的監(jiān)測；（3）注入氮氣的純度不得低于97％。（4）注意檢查工作面及回風(fēng)順槽風(fēng)流中的瓦斯涌出情況，（5）第一次向采空區(qū)注氮，或停止注氮后再次注氮時，應(yīng)先排出注氮管內(nèi)的空氣，避免將空氣注入采空區(qū)中。（6）在注氮過程中，工作場所的氧濃度不得低于18.5%，6.處理好抽放瓦斯與注氮的關(guān)系對于開采高瓦斯、易自燃發(fā)火煤層的礦井，當采空區(qū)同時要采取這兩種措施時，它們之間存在著相互矛，需要處理好兩者之間的關(guān)系。采空區(qū)瓦斯抽放破壞了瓦斯的游離狀態(tài)與吸附狀態(tài)的動態(tài)平衡，使一部分吸附狀態(tài)的瓦斯按一定的衰減速度不斷地被解吸，當抽放到一定程度后，將有部分氣體進入采空區(qū)，來補充采空區(qū)被抽走的那部分瓦斯。

應(yīng)用泡沫充填劑是礦井充填堵漏風(fēng)防滅火的主要技術(shù)手段之一。泡沫是不溶性氣體分散在液體或熔融固體中所形成的分散物系。二相空氣泡沫、二相惰氣泡沫、聚氨酯泡沫、脲醛泡沫、水泥泡沫等在煤礦防滅火中雖已得到應(yīng)用，但由于二相泡沫穩(wěn)定性差，聚氨酯泡沫、脲醛泡沫、水泥泡沫成本高，對人體健康有害，應(yīng)用受到限制。五、泡沫防滅火（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(nèi)經(jīng)充分燃燒后產(chǎn)生的煙氣，主要成分為：N2、CO2、CO、H2O蒸汽、O2，其中O2含量一般不超過2%。(一)無機固體三相泡沫的形成機理

1、無機固體三相泡沫的形成機理無機固體三相泡沫由氣源、泡沫液、無機固體粉末組成，其形成過程極為復(fù)雜無機固體干粉包括：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。（二）無機固體三相泡沫的特點同國內(nèi)外目前正在使用的有關(guān)堵漏防滅火材料性能比較，無機固體三相泡沫具有如下特點：(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，強度增長快，強度高，適宜巷道空洞直接堆積垛起，可快速熄滅高頂火災(zāi)；(3）成本降低50％以上；(4）材料易取，尤其是利用粉煤灰可改善電廠環(huán)境降低除灰成本；(5）安全性、環(huán)保性好。（三）無機固體三相泡沫物理性能調(diào)控井下不同地點對無機固體三相泡沫物理性能的要求不同。（四）無機固體三相泡沫的充填工藝1.高冒頂充填作業(yè)工藝（1）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)空洞充填作業(yè)工藝如圖2-4-12所。圖2-4-12沿空側(cè)空洞充填示意圖

2)充填時沿中心位置的預(yù)埋管依次向四周充填，每個位置每次充填一定時間，如此循環(huán)可使泡沫有效初凝和增長強度，有利于泡沫的穩(wěn)定。(3)如此循環(huán)作業(yè)直至下一個鋼管排出泡沫時，說明此位置已被充填至空洞頂。第五節(jié)礦井火災(zāi)處理

主要內(nèi)容一、發(fā)生礦井火災(zāi)時應(yīng)采取的措施二、風(fēng)流控制三、消滅礦井火災(zāi)的方法四、高瓦斯礦井處理火災(zāi)時的注意事項五、火區(qū)的管理與啟封一、發(fā)生礦井火災(zāi)時應(yīng)采取的措施

礦井發(fā)生火災(zāi)時，每個人都必須嚴守紀律、服從命令，決不能驚慌失措，擅自行動（一）撤出及救護災(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)是保護井下人員的安全，應(yīng)迅速從危險區(qū)撤出與救災(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)立即派出礦山救護隊和輔助救護隊人員偵察火區(qū)。首先偵察是否有遇難人員，弄清火源的地點，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，防止事故擴大。二、風(fēng)流控制

災(zāi)變時期通風(fēng)調(diào)度決策正確與否對救災(zāi)工作的成敗極為重要。

1．風(fēng)流紊亂的原因、規(guī)律及其防治（1）上行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的原因主要是：①因火風(fēng)壓的作用使高溫?zé)熈髁鹘?jīng)巷道各點的壓能增大；②因巷道冒頂?shù)仍蛟斐苫鹪聪嘛L(fēng)側(cè)風(fēng)阻增大，導(dǎo)致主干風(fēng)路火源上風(fēng)側(cè)風(fēng)量減小，沿程各節(jié)點壓能降低。為了防止旁側(cè)風(fēng)路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，主要措施有：①降低火風(fēng)壓；②保持主要通風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)；③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。