煤自燃火灾预报技术研究现状综述

煤自燃火灾预报技术研究现状综述

1引言

矿井火灾是煤矿的主要自然灾害之一。而煤炭自燃又是矿井火灾的主要形式，在我国国有重点煤矿中，有56%以上的矿井都存在自燃发火的危险，由煤炭自燃而引起的火灾占矿井火灾总数的90%以上[1]。近年来，综采放顶煤技术得到大力的推广和应用，使煤矿生产效率大幅提高，但该方法冒落高度大、采空区遗留残煤多、漏风严重，使得矿井煤炭自燃发火频繁发生，已成为制约矿井安全生产与进一步发展的主要因素之一[2]。我国新疆、宁夏、内蒙等区还存在大面积的煤田火灾，每年烧损煤量1000-1360万吨，经济损失超过200亿元[3-4]。煤炭自燃产生大量的SO2，H2S，CO和CO2气体，严重污染环境；煤田火灾还造成大面积的植被破坏，使土壤沙漠化。煤炭自然发火预测预报，就是根据煤自然发火过程中出现的征兆和观测结果，判断自燃，预测和推断自燃发展的趋势，以便及时采取有效的防灭火措施，避免造成资源、设备甚至生命损失，保证安全生产。其中对自燃火区位置的预报是灭火的前提，因此如何快速准确的对自燃火区进行定位将是防灭火措施的关键。

煤自燃火灾预报技术是指在煤层开采后，煤与氧接触氧化放热，热量积聚引起温度升高，致使自然发火的危险程度大大增加，此阶段根据煤自燃进程中的温升、气体释放等变化特征，超前判识自燃状态，对自然发火进行早期识别并预警的技术称为预报技术。目前，预报方法主要有标志气体分析法、温度检测法两类。论文对煤自燃火灾预报技术研究现状进行了综述，重点论述了应用微波技术进行自燃火灾预报的可行性，试图开辟一种新型的煤自燃预报技术。

1标志气体分析法

气体分析法通过分析煤自然发火过程中产生的某些气体的浓度、比值、发生速率等特征参数，对煤自然发火发展趋势等作出预报的方法。

在煤层发火过程中，会产生一系列反映煤氧化和燃烧程度的指标性气体，如CO、CO2、C2H6、C2H4、C3H8、C2H2等，随着煤温的升高，其产生量将发生显著变化，因此，可以利用指标气体产生量的变化，来进行煤层火灾的早期预报。

用气体分析法预测预报煤层火灾。指标气体的选择和检测技术是至关重要的。目前，国内外普遍采用CO作为煤层火灾预报的主要指标气体。但由于CO的涌出温度范围宽，从煤的低温氧化阶段直至着火燃烧阶段都能产生CO。因此，何时发出预报才能做到准确、适时，就成为很大的难题。

为了解CO定量临界值难以确定的问题，国内外学者又提出了以烷烯烃类气体作为预报的指标气体。当煤温大于70~80℃时才出现乙烷，超过110~130℃时才出现乙烯。利用这种特殊的规律，可以根据烷烯烃的出现与否来反推煤炭的温度范围。随着煤温升高，甲烷、乙烷、丙烷的浓度随煤温升高而增大，它们和甲烷（或乙烷）浓度的比值称为链烷比，用链烷比作为预报煤炭自燃的指标性气体最显著的特点是它与煤的氧化关系较小，主要随煤温的高低而变化，受风流的稀释影响较小，因此链烷比这个指标比较灵敏，有一定的使用价值[7]。

气体分析法的标志气体指标分为两类：一类是利用某些标志气体的浓度直接进行预测预报；另一类是利用某些气体组分的变化特性（增率等）或某些气体组分之间变化规律（比值等）进行预测，如链烷比、火灾系数等都属于此类。两类预报方法中应用最广泛的是后者。气体分析法的监测手段主要有检知管、气体传感器、便携仪表及色谱分析仪等。检知管因其操作手段落后，测定结果受操作的影响较大，而且自动化程度低，无法实现自动监控而逐渐被众多煤矿所淘汰；气体传感器具有体积小、电信号输出、使用方便等特点，被广泛应用于矿井监测系统和便携式仪表中，但多数气体传感器的稳定性、灵敏度和寿命尚不令人满意，加之其价格比较昂贵，在一定程度上制约了气体传感器的使用。色谱分析法是气体分析的最

精确、稳定和可靠的方法，随着分析仪器及计算机自动控制和数据处理技术的不断进步，已基本实现自动化作业。近年来，我国已研制开发出以GC-8500型矿井火灾多参数色谱监测系统和GC-4008气相色谱仪为代表的煤矿专用型色谱分析装备，在一定程度上促进了气体分析法在我国煤矿自然发火预报中的普及。

2测温法

巷道松散煤体及周围介质温度的升高直接反映着煤的氧化程度。所谓测温法就是测定井下煤与周围介质的温度变化情况。测温法是发现煤炭自热和探寻高温点及火源的最直接、可靠的方法,但巷道松散煤体内部温度的测温技术尚未完全解决。目前，探测煤的自然发火的测温仪主要有以下两种。

1）红外线测温仪：美、俄、英、德等国已成功地利用红外线技术预测预报井下自燃火灾，如红外线测温仪和红外热成像仪成功地检测了煤壁、煤柱与浮煤堆的自燃，其中美国使用的红外线探测仪是“米开莱-44型”和“普诺贝艾”型红外热成像仪；英国使用“649”型红外成像仪和改良型“M.E.L1045”型直流热成像仪；原苏联采用“卡瓦思替”红外辐射指示仪。试验表明，红外技术对于测量煤堆、露头、巷壁煤柱的自燃十分有效，但是它只能探测出物体表面与仪器垂直物体的温度，而且要求中间无遮挡物，因此，不适应于巷道松散煤体内部或相邻采空区内部的温度检测。

红外探测法的实质是自然界的任何物体只要处于绝对零度(0 K)之上,都会自行向外发射红外线。其发射能量如下式

4E T εα=

式中：ε-辐射系数，其值为0<ε<1，岩石和煤体一般为0·7~0·98,辐射系数受物体化学组分、表面状态、内部结构、含水量、孔隙度等影响；α-斯蒂芬-玻尔兹曼常数，5.67×10-12cm 2·K 4；T-物体的绝对温度，K 。

从式(1)可看出，物体的温度越高，辐射能量就越大，红外测温仪器接受辐射量而转换的辐射温度就越高，因此就可利用红外测温仪器对温度的高分辨率来探测井下巷道自燃位置。

在通常情况下，自然界的红外辐射区域是362K (89℃)至207 K (-66℃)，即波长在8~14μm 的大气窗口区域内。红外技术是探测物体表面的红外辐射温度，它不同于物理温度，物体表面的红外辐射温度取决于物体表面物理温度及其物体的物质成分、含水量、表面粗糙度、颗粒大小、孔隙度、热惯量(比热、热传导率、比重)等诸多因素；这些因素的任一项微小变化，都会引起红外辐射温度的变化。因此，在排除干扰因素后，提取同种物质的温度变化异常信息是至关重要的。

2）温度传感器：目前常用的温度传感器有热电阻、热电偶、AD590温度传感器等。热电阻和热电偶的工作原理是热电效应。其预测巷道松散煤体可能发火区域和高温点的方法是在产生自然发火几率较高的区域埋设测温热电偶探头，远距离连续检测巷道松散煤体的温度，研究其温度分布及温度变化的规律。这种方法具有预测可靠、直观的优点，但是由于点接触，预测预报范围较小，安装、维护工作量大，特别是探头、引线极易破坏。

气体分析法、温度检测法，以及以气体、温度为监测目标和预报指标的安全监测系统和束管监测系统均为实时监测预报，其预报的前提是煤已经自热或自燃。

3磁探测法

磁探测法的实质是，煤层上覆岩石中一般含有大量的菱铁矿及黄铁矿结核，煤层自燃时，上覆岩石受到高温烘烤，其中铁质成分发生物理化学变化，形成磁性物质，并且保留有较强的磁性。烘烤后的上覆岩石的磁性随自燃温度升高而增强。早在60年代我国西北各省就用磁法结合电法勘探煤田火区，取得了一定成果。印度也利用此法确定Jharia 煤田的自燃火灾

区域范围，得到了十分满意的效果。俄罗斯、乌克兰也曾用此法确定煤田自燃火区范围。从这一方法的实质和目前应用的情况看，磁探测法主要用于煤田火区，而对于生产矿井自燃高温的探测应用较少，这主要是因为：①当自燃火源温度小于400℃时和烘烤时间短时，上覆岩石或煤层中就不能形成较高的磁性；且对于生产矿井而言，要处理的是煤自燃高温区域，自燃煤温较低和烘烤时间短，这样用磁法探测的效果并不理想；②对于生产矿井，井下高温区域周围铁性物质多，磁探测法则无法有效使用。③煤层顶底板和煤中分布的铁质结核不均匀，给磁测法探测自燃火区带来一定困难。

电阻率探测法[2]

正常情况下，埋藏于地下的煤层，沿走向(或其它方向)因其结构状态和含水性变化不大，电阻率基本保持不变。但当煤炭自然发火后，煤层的结构状态和含水性发生较大变化，从而引起煤层和周围岩石电阻率的变化。在自燃的初期，电阻率会下降；在自燃后期，由于煤较充分燃烧，其结构状态发生较大变化，水分基本蒸发掉，表现为较高的电阻率。因此，可根据观测结果比较未自燃区和自燃区的变化情况，判断自燃区域的位置，这就是电阻率法探测自燃发火区域位置的原理。由于煤在自燃的初期，煤电阻率的变化不明显，致使电阻率探测法的探测精度受限；加之井下杂散电流多，用于井下高温区域的探测比较困难，目前国内外多用于露天开采和煤层露头自燃火源的探测。

4示踪气体法

利用SF16、1211等热稳定性较好的示踪气体测定采空区漏风量的工作已获成功。根据该项技术的应用经验，可以选择一些在某一温度条件下易于热解的气体，与上述示踪气体在同一环境下释放，在采样点采样检测其比例变化，或测定相关分解物，从而间接了解煤层火灾隐患点的温度值，达到预报目的。示踪物质的选择对测定煤体热状态具有重大的影响。根据矿井的实际环境，示踪剂的选择应遵循以下几个原则：①毒性小；②常温、常压下呈气体或易气化处理；③热解前稳定性好；④正常矿井条件下，示踪物质不氧化、不反应、不溶于水；⑤分解物易被检测；⑥成本低，易获得。但完全满足上述标准的化合物极少，常温下是气态的物质尚未找到

5气味检测法

气味检测法是利用一组不同类型的气味传感器，根据不同气味传感器的仿生双分子膜在接受气味刺激后引起传感器晶振装置频率改变的不同，并基于人工神经网络理论，来感知和识别不同的气味物质，对煤自然发火作出早期的预测预报。

表1 气味传感器的型号及其特性

气味传感器的输出为频率信号，随着煤氧化的进行，煤的温度会逐渐升高，同时释放出一定量的气味物质，引起气味传感器频率的变化。在曲线上表现为随温度的升高而上升的曲线，并在整个升温过程中表现出几个突变的拐点。气味曲线的变化及其拐点特性表征了煤氧

化过程中的某些特性或进程。如图3所示。

图1北皂煤矿煤样气味分析及气体分析结果

1—112AJ传感器；2—353AA传感器；3—453AA传感器；4—151AJ传感器；

5—183AK传感器；6—CO传感器

煤样置于室温状态下时，气味传感器有一定的输出值，当煤样温度略有升高时，气味传感器的输出就会发生明显的变化，而此时表征煤自然发火特征的标志气体(如CO、C2H4、C2H2)等均未检测出来。因此，气味传感器能捕捉到煤低温氧化初期释放气味的微弱变化，并且能将这一温度提前到30~40℃，这对煤自然发火的早期预测预报具有十分重大的意义。

6测氡法

20世纪50年代，R.E.科林曾提出，在温度梯度的作用下，多孔介质内部流体将从较热的地区向较冷的区域流动。Mogro Campero和Flisher[2]（1977年）提出了在热梯度作用下的氡气运移模式，且用此模式来解释大范围内氡气的运移。B.A.Hukutkuh曾做过含铀矿物随温度析出氡的试验，实验表明：在室温下，一天内氡析出量与生成量之比仅为0.02%，但是，随着温度的不断升高，氡的析出量在逐渐增大，而且温度越高，作用的时间越长，岩石所析出的氡越多。A.H.苏尔坦霍耶夫等[3]做了石膏、碳酸钙、碳酸钙和二氧化钛混合的射气析出与温度的关系实验，试验也证明氡气从岩石(矿物)中的析出也是随着温度的升高而增大，其原因主要是与岩石(矿物)脱水及晶格的破坏有关。可见，随着温度的升高，岩层的氡气析出量在逐渐增大。

氡气探测是一种放射性探测方法，它兼有物探和化探的特点。它的原理是煤层自燃后，随煤温升高，氡气浓度上升，在地面布置观测点，应用α卡法、210Po法等，收集并测量氡气浓度，依此判断火区位置。国内山西矿业学院用此法在地面探测煤矿地下火源，并在古交北沟矿、潞安矿务局石圪节矿进行了成功应用，从应用情况来看，这种方法目前只在地面使用，自燃温度一般超过200℃；且用氡气量值也无法判断自燃的燃烧程度及其温度。

地下煤炭自燃，势必造成一个高温高压的环境，并产生大量的水蒸汽、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、烃族化合物等，加之自燃区顶部存在着大量的裂隙，这势必加快了氡气向上运移的速度，因此能够在地表形成较高的氡气异常。另外，自燃煤炭及围岩中存在着大量的孔隙，且不同程度的含有一定的水分。当地下存在热源时，热蒸气可改变岩石中孔隙的含水性，根据J.E.Gingrich[6]所做的有关射气系数实验表明，孔隙水的存在可增加孔隙中的射气系数。所以，地下热蒸气的作用就可增大岩石孔隙中的氡射气浓度。通过上述的讨论，本文认为，在煤层及其周围条件大体相同而地下某处煤层自燃时，在自燃区的顶部氡气迁移率均会增大。因此，在热区上方与无热区上方将会出现明显的氡气浓度差异。如果采用合适的方法去探测并提取这一差异，就可在地表确定地下自燃煤层的位置与范围。

7地质雷达探测煤田自燃区

地质雷达(GPR)是利用超高频短脉冲(1~1000MHz)电磁波探测地下介质分布的一种高精度的物探方法(图1)。发射天线将高频电磁波以宽频短脉冲的形式发射到地下，电磁波在地下介质中传播时，会因介质电性的不同发生不同程度的衰减,遇到不同介电性质的分界面时会发生反射，反射信号为接收天线接收，经数字信号处理即可得到反映地下介质的电性分布的雷达图像[2]。（李大心.探地雷达方法与应用.北京：地质出版社，1994）可结合具体地质情况加以分析验证,从而探明煤田自燃区的分布情况，为灭火工作提供依据。

图1地质雷达工作原理

一般原煤具有较高电导率，而自燃区上覆岩层长期受煤层自燃烘烤，含水量小，电导率低，巨大的电性差异可以区分出原煤层与围岩；煤层经过自燃成为部分氧化煤或完全氧化煤，其成分发生巨变，从而引起电性的明显改变，因此，也容易区分完全燃烧煤、部分氧化煤及（宋雷，黄家会，南生辉.地质雷达用于探测煤田自燃区的研究[J].煤炭科学技术1999，原煤[2]。

27（12）：23-24）

7微波技术应用于火灾探测

微波是一种波长介于1 mm和187 mm之间的电磁波。试验发现，微波辐射对于除金属之外的任何物质具有良好的穿透性，而且不易受浓烟和水蒸气的影响。鉴于微波较之红外线具有很多不可比拟的优势，将微波技术应用于现代火灾探测将会是一种良好选择。

Is microwave radiation useful for fire detection

目前，对于煤炭自燃进行预报的方法主要有标志气体分析法、测温法、示踪气体法，测氡法等[6]

煤自然发火预测预报技术的现状与展望

参考文献：

[1]李学诚.中国煤矿安全大全[M].北京：煤炭工业出版社，1998

[2]黄福昌，崔洪义，王振平等.兖州矿区矿井通风安全技术[M].北京：煤炭工业出版社，

2001

[3]胡社荣,蒋大成.煤层自燃灾害研究现状与防治对策[J].中国地质灾害与防治学报，2000，

11(4)：69-71

[4]中国矿业编辑部.煤田自燃年损失200亿元[J].中国矿业，1999，8(1)：21

[5]

煤质化验指标

煤质化验指标

煤质化验指标 水分。 煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。 煤中水分过大是，不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。 现在我们常报的水份指标有： 1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。通常规定在8%以下。 2、空气干燥基水份(Mad)，指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。 灰分 指煤在燃烧的后留下的残渣。 不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。 灰分高，说明煤中可燃成份较低。发热量就低。 同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。 能常的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。也有用收到基灰分的（Aar）。 挥发份（全称为挥发份产率）V 指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。 挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。在燃烧中，用来确定锅炉的型号；在炼焦中，用来确定配煤的比例；同时更是

汽化和液化的重要指标。 常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和收到基挥发份（Var）。 其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。 固定碳 不同于元素分析的碳，是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。 FC+A+V+M=100 相关公式如下：FCad=100-Mad-Aad-Vad FCd=100-Ad-Vd FCdaf=100-Vdaf 全硫St 是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。 常用指标有：空气干燥基全硫(St,ad）、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。煤的发热量 煤的发热量，又称为煤的热值，即单位质量的煤完全燃烧所发出的热量。煤的发热量时煤按热值计价的基础指标。煤作为动力燃料，主要是利用煤的发热量，发热量愈高，其经济价值愈大。同时发热量也是计算热平衡、热效率和煤耗的依据，以及锅炉设计的参数。 煤的发热量表征了煤的变质程度（煤化度），这里所说的煤的发热量，是指用

关于煤矿火灾防治现状研究文献综述

关于煤矿火灾防治现状研 究文献综述 This manuscript was revised on November 28, 2020

关于中国煤矿火灾防治现状研究文献综述 摘要：煤炭工业是国民经济和社会发展的基础产业，煤炭工业的可持续发展直接关系着建设全面小康社会目标的实现和国家能源安全。我国煤矿安全生产危险源多、灾害严重的形势非常严峻，尤以火灾为甚。每年自燃形成的火灾近400次，煤自燃氧化形成火灾隐患近4000次，仅我国北方煤田累计已烧毁煤炭达42亿吨以上。煤矿火灾防治及其继发性灾害的防控技术，对煤矿的安全生产具有非常重要的意义。本文简述了我国煤矿矿井火灾防治现状，研究和总结煤层自燃机理和矿井内因引起的火灾预防治理技术，分析了常用的防灭火技术及其优缺点，并介绍了一些新型防、灭火材料。 关键词：煤炭自燃；防灭火技术；防灭火材料 正文： 一、煤炭自燃规律及其机理 我国煤矿中有56 %的矿井存在煤层自燃发火危险。近20年来，随着我国采煤新技术的试验和推广，煤炭的产量和效益大幅度提高。但开采强度大，端头支架处顶煤放出率低(有的不放)采空区遗煤量较多，使得煤层自然发火几率增高，矿井自燃火灾事故增多。目前，煤炭自燃已成为制约我国煤炭工业高产高效的主要灾害之一。 1.煤自燃规律 煤矿火灾主要是煤自然发火，由于空气渗漏进入松散煤体，空气中的氧与煤分子表面的活性结构接触，发生物理吸附、化学吸附及化学反应，同时放出热量，在一定的蓄热环境下，煤体不断地氧化、放热、升温，当煤温超过临界温度后，煤体继续升温，达到煤的着火点温度，最终导致煤体燃烧。[1] 在煤矿里，自燃火灾主要是指煤炭在一定条件和环境下自身发生物理化学变化(吸氧、氧化、发热) ，聚集热量导致着火而形成的火灾。自燃火灾大多发生在采空区、遗留的煤柱、破裂的煤壁。煤巷的高冒以及浮煤堆积的地点。 2.煤的自燃机理 关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。 需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生自燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此，煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级;煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙;煤层埋藏深度和煤层厚度;开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。 3.矿井火灾发生的“三要素” 矿井火灾发生必须具备的三个条件是：一是要有可燃物；二是要有一定的温度和足够热量的引火热源；三是要有一定量的氧浓度空气。俗称火灾三要素，才能构成火灾。其相互关系如下图所示。[2]

煤炭燃烧特性指标

煤炭燃烧特性指标 几乎所有的煤炭特性指标都与煤炭的燃烧特性是相关的，反之，也没有一个能完全、全面表征煤炭燃烧特性的指标。与此同时，不同的煤炭特性指标对于煤炭燃烧特性的重要性，也随着煤炭燃烧方式的不同而异，并具有相当的差别。作为影响煤炭燃烧特性或者说过程最明显的指标是煤炭的挥发份和粘结性或者说膨胀系数。前者表征着煤炭在燃烧过程中的以气相完成的份额和其对后续固相燃烧过程的影响；后者则关系到煤炭颗粒因形态、尺寸和反应表面积的变化而使其自身的燃烧特性受到的影响。而前者和后者有时又是具有密切联系的。与煤炭燃烧特性有关的还有挥发份的释出特性、焦炭的反应性、煤炭的热稳定值、重度等，以及煤炭在堆放过程中的风化、自燃特性和可磨度。 煤炭颗粒在受热过程中的熔融软化、胶质体和半焦的形式几乎所有的烟煤在受热升温的过程中与挥发份释出的同时，都会出现胶质体，呈塑性和颗粒的软化现象。煤炭颗粒间的粘结就是因颗粒胶体间的相互粘结而产生的，因此煤炭的粘结性也就于其所呈现胶体的条件相关。当一个按一定升温速度，经历着受热过程的煤炭颗粒进行观察时，考虑到在此受热过程中热量总是从表面传向颗粒核心的，在同一时间内表面温度也总高于核心。可以发现不同的烟煤，在表面温度达到320～350℃以前，颗粒的形态变化一般觉察不到，只

有煤化程度低的气煤才可观察到表面开始有挥发份气体释出。在温度到350～420℃时，可以观察到在颗粒表面出现了一层带有气泡的液相膜，表面上也逐渐失去原来的棱角，这层膜就是胶质体。当温度为500～550℃时，一方面因颗粒内部温度升高，使胶质体层向内层发展，以及外部的胶质体层因挥发份释出被蒸干转化为半焦，即从表面到中心由半焦壳、胶质体和原有的煤三层所构成，但这种形态所保持的时间是短暂的。随着受热的继续，胶质体的发展和体积的膨胀，半焦外壳出现裂口，胶质体流出。其后是胶质体向颗粒中心区域的发展，流出的胶质体被蒸干转变为半焦，直到整个颗粒都经历胶质体和半焦的形成。整个的过程如图3-2-2所示：试验证明软化温度越低的煤种，挥发份开始释出的时间越早。因此软化温度Tp（对于不同的烟煤表面开始出现液相膜的温度）和再固化温度TK（呈现最大塑性的温度TMAX以及被蒸干再次呈固体形状的温度）都是表明煤炭流变特性的指标，同样也间接表明了于煤炭燃烧特性密切相关的问题。 Ⅰ软化开始阶段Ⅱ开始形成半焦的阶段Ⅲ煤粒强烈软化和半焦破 裂阶段

内外隧道火灾及消防技术现状综述

国内外隧道火灾及消防技术现状综述1 摘要近10年来我国公路和城市交通隧道里程延长较快给隧道的消防安全带来挑战国内外交通隧道事故造成的危害引起了各国对隧道消防安全问题的高度重视并先后组织力量进行了大量基础性研究取得了一定成果本文通过总结和分析了近年国内外重大隧道火灾事故 相关研究成果和主要国家隧道消防规范的要求提出了隧道火灾场景确定和我国有关隧道如何考虑防火设计及今后的研究方向 关键词隧道防火火灾场景升温曲线消防安全 1 概述 随着工程建设技术和交通事业的发展以及人类生产生活的不断需求各种铁路公路交通隧道和地下铁道简称地铁发展迅速据统计至2000年整个欧洲地区交通隧道的总长超过1万km 在第二次全国公路普查中我国县级以上公路隧道建设总长将近550km 但在路况改善的同时道路交通流量和车辆及其运输物品变化也很大不仅增加了交通隧道的火灾风险而且还引发了不少严重的火灾事故 隧道火灾不仅严重威胁人的生命和财产安全而且可能对交通设施人类的生产活动造成巨大破坏因此各国20近年来都投入了相当的力量对隧道的火灾行为以及火灾防护进行了较广泛的研究并取得了一定成果制定了一些技术要求和标准目前油槽列车隧道火灾扑救已基本得到解决即用1基金项目公安部城市交通隧道和地铁消防安全研究项目

封堵隧道洞口的方法使火灾窒息 交通隧道一般包括公路隧道铁路隧道和城市地铁隧道及城市其他交通隧道等地铁是构筑于地下的大容量轨道交通系统由车站行车隧道客运设施客车变配电设施通讯信号通风和给排水等设备及行车调度指挥机构组成主要用于城市交通 各类隧道在消防上没有本质区别原则上均应根据隧道允许通行的车辆和货物来考虑其实际的火灾场景确定更合理有效的消防安全措施本文回顾了各国发生的铁路隧道公路隧道和城市地铁火灾重点分析和总结了国内外在公路隧道地铁消防安全方面所做过的相关研究以期对我国城市交通隧道和地铁的消防安全设计研究及其发展有所裨益 2 隧道火灾的危险性和火灾原因 隧道和地铁建筑结构复杂环境相对密闭在封闭空间内热量不易消散火灾时温度较高对于通行载重汽车或油罐槽车等的公路隧道和油槽列车的铁路隧道火灾温度常达1000 以上火灾扑救相当困难往往会造成重大的人员伤亡和财产损失对于水下隧道还有因结构被破坏而导致隧道修复困难的可能因此各国对交通隧道和地下铁道的消防安全都十分重视2.1 公路铁路隧道的火灾危险性和火灾原因 隧道的火灾危险和火灾原因主要为车辆上的行李与危险货物车辆本身故障和隧道设计不合理等 1 车辆电气线路短路汽化器失灵载重汽车气动系统故障等 2 隧道内道路狭小能见度较差情况复杂易引起车辆相撞事故 3 隧道内通行的车辆载有易燃易爆物品遇明火或热源易发生

气体分析法预测预报煤炭自燃

气体分析法预测预报煤炭自燃 煤炭氧化自燃不仅会引发矿井火灾，破坏井下绿色开采环境，甚至还将导致瓦斯爆炸，严重威胁工作人员的生命健康，造成煤炭资源的浪费。在实践中，检测煤层或煤堆排出的气体浓度是公认的一种跟踪与预测煤炭自燃与自热的有效方法。 大量的研究表明：煤炭低温氧化过程中释放的CO2和CH4气体有些是氧化产生的，有些是煤炭中本身就存在的，同时它们的浓度变化规律不强，因此，CO2和CH4不能作为预测预报煤炭自燃的指标气体。但是，一些研究表明：可以通过煤炭氧化过程中释放的CH4、C2H6、C3H8、C4H10等烷烃气体的浓度比值对煤炭自燃发展阶段进行判断，这一指标通常被称为链烷比。链烷比主要分为两类：一类为C2H6、C3H8、C4H10与CH4的浓度比值；一类为C3H8、C4H10与C2H6的浓度比值。实际应用中应该选择哪个比值作为判定指标需根据不同矿区的实际情况决定。 生产实践中采用最多的预测预报煤炭自燃的指标气体是CO，有两方面的原因：一是煤炭氧化时在较低温度（30～40℃）下即可产生CO；二是CO生成量和温度之间呈指数变化关系，具有一定的规律性和可测性。 通过气体分析法，一旦发现煤炭有自燃征兆，可以采用徐州吉安研发的普瑞特防灭火技术，该技术集凝胶、黄泥灌浆、三相泡沫、氮气和阻化剂的防灭火优点于一体，特别是继承了泡沫的扩散性能和凝胶良好的固水特性。一方面，水浆生成泡沫之后，缓慢形成凝胶，能把大量的水固结在凝胶体内，避免了浆液中大量水流失或者溃浆的缺点，大幅度提高了浆水在采空区里的滞留率；另一方面，形成的凝胶能以泡沫为载体对采空区的高、中、低位火源或浮煤大范围全方位的覆盖，且能固结90%以上水分并形成凝胶层，防火时能持久保持煤体湿润并隔绝氧气，灭火时能长久地吸热降温，防止火区复燃。

火灾数值模拟研究FDS开题报告

毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：学号： 所在学院：城市建设与安全工程学院 专业：安全工程专业 设计(论文)题目：地铁车厢火灾的数值模拟研究 指导教师： 2013年1月9日

开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。

毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 一．地铁火灾研究的概述： 在现代大都市中，地铁是一种非常重要的公共交通工具，在人们的生活中发挥着越来越重要的作用，它提供给人们的便利是其它交通工具所无法替代的。但是，由于地铁属地下建筑，建筑结构特殊，而且客流量大、人员集中，所以一旦发生火灾，特别容易造成群死群伤的严重后果。以下是近年来全球地铁发生的几起重大灾难事故： 时间地点伤亡损失情况 1982-03-16 美国纽约地铁伤86人、1节车厢被毁坏 1987-11-18 伦敦国王十字地铁站32人死亡，100多人受伤 1991-04-16 瑞士苏黎世地铁机车1人死亡，100多人受伤、售票厅被烧毁1995-10-29 埃塞拜疆首府巴库列车558人死亡，269人重伤 1998-01-01 俄罗斯莫斯科地铁3人受伤 1999-06 俄罗斯圣彼得堡地铁车站6人死亡 1999-10 韩国首尔郊外的地铁55人死亡 2001-08 英国伦敦发生地铁6人受伤 2001-08-30 巴西圣保罗地铁1人死亡，27人受伤 2003-02-18 韩国大邱市中央路地铁车站198 人死亡、146 人受伤 1996年至今北京地铁共发生151 起火灾，多人伤亡 在所有统计的地铁火灾事故中，造成大量人员伤亡主要原因并不是烧伤，而是因为再地铁站内人员疏散不及时，导致大量人群滞留危险区域，燃烧过程中形成的烟气扩散后使站台内能见度降低，客观上增加了疏散的难度。与此同时造成被困人员心理恐慌，发生拥挤踩踏，更加阻碍了疏散速度，极易造成群死群伤事故。此外据统计，地铁火灾中地铁列车起火引起的占46%，大部分列车火灾事故发生在车厢内，尤其以前生产的地铁车厢，内部装饰材料、座椅大多是可燃材料，或由于乘客携带的易燃品，或由于机械故障、电气故障等引起的地铁车厢着火。[1]而目前全世界已有100多座城市开通了300多条地铁线路，总长度超过6000公里。我国自1965年7月1日在北京动工修建地铁以来的40年中，相继又在天津、香港、上海、深圳、南京和广州等六座城市开通了地铁，正式拉

煤矿井下煤层钻孔打钻着火事故分析和预防

煤矿井下煤层钻孔打钻着火事故分析和预防 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

煤矿井下煤层钻孔打钻着火事故分析和预防1引言 煤矿工作面打钻着火是影响煤矿工人安全重大灾害事故，给国家财产和人民群众生命健康造成巨大损失，给煤矿安全生产工作带来不利影响。据不完全统计，自1987年以来河南全省发生了16起煤矿施工钻孔着火事故，16起事故中有4起死亡事故，共造成12人死亡。由此可见，预防打钻着火是煤矿安全的关键，如何有效预防煤矿打钻着火对煤矿生产具有十分重要的意义。 煤矿打钻着火事故与许多因素有关，如自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等，任何一起事故的发生都可分成5个要素：伤害(损失)，意外事件(事故)，加害物体(质)，直接原因，间接原因。预防事故发生的关键就是在中途切断这5个要素之间的联系。采用事故树分析法对各类事件进行分析研究，可评价出各系统的可靠性与安全性，以确保事故隐患研究的正确性，同时提出预防措施。 2煤矿打钻着火分析 煤层工作面打钻着火从大的系统上讲主要是由以下3个方面引起的：1、风排粉式打钻；2、引起燃烧的火源；3、足够的氧气。

2.1风排粉式打钻造成着火的原因分析 井下煤层工作面打钻着火主要因素是有以下8个方面：1、钻头脱落后钻杆继续钻进；2、前头部分钻杆脱落后继续钻进；3、钻头长时间转动与煤壁摩擦产生高温；4、钻杆长时间转动与煤壁摩擦产生高温；5、不同型号的钻杆混用；6、在钻进的过程中排粉不净；7、钻粉量过大 2.2引起燃烧火源分析 井下工作面燃烧的火源主要是有煤炭自燃、明火、静电火花、撞击火花及电气火花五部分组成，其中明火主要来源为井下抽烟、电气焊工作，电气火花主要有设备失爆、矿灯着火、打钻时候带点检修、电缆明接头、开关起火造成的燃烧源头。 3、工作面打钻着火事故预防 要防止打钻着火事故的发生，首先要消除打钻着火的三个要素。打钻着火事故的三个条件中，充足的氧气在通常条件下属于自然满足的，必须从其他两方面解决。 4.1风排粉式打钻的预防措施

煤炭的燃烧过程

一、?煤碳的燃烧过程 ? 煤从进入炉膛到燃烧完毕，一般经历四个阶段：水分蒸发阶段，当温度达到105℃左右时，水分全部被蒸发；挥发物着火阶段，煤不断吸收热量后，温度继续上升，挥发物随之析出，当温度达到着火点时，挥发物开始燃烧。挥发物燃烧速度快，一般只占煤整个燃烧时间的1/10左右；焦碳燃烧阶段，煤中的挥发物着火燃烧后，余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。此时焦碳温度上升很快，固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量，煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶段；燃烬阶段，这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完，以降低不完全燃烧热损失，提高效率。 良好燃烧必须具备三个条件： 1、温度。温度越高，化学反应速度快，燃烧就愈快。层燃炉温度通常在1100~1300℃。 2、空气。空气冲刷碳表面的速度愈快，碳和氧接触越好，燃烧就愈快。 3、时间。要使煤在炉膛内有足够的燃烧时间。 碳燃烧时在其周围包上一层灰壳，碳燃烧形成的一氧化碳和二氧化碳往往透过灰壳向外四周扩散运动，其中一氧化碳遇到氧后又继续燃烧形成二氧化碳。也就是说，碳粒燃烧时，灰壳外包围着一氧化碳和二氧化碳两层气体，空气中的氧必须穿过外壳才能与碳接触。因此，加大送风，增加空气冲刷碳粒的速度，就容易把外包层的气体带走；同时加强机械拨动，就可破坏灰壳，促使氧气与碳直接接触，加快燃烧速度。如果氧气不充足，搅动不够，煤就烧不透，造成灰渣中有许多未参与燃烧的碳核，另外还会使一部分一氧化碳在炉膛中没有燃烧就随烟气排出。对于大块煤，必须有

较长的燃烧时间，停留时间过短，燃烧不完全。因此，实际运行中，一般采取供给充足的氧气，采用炉拱和二次风来加强扰动，提高燃烧温度，炉膛容积不宜过小等措施保证煤充分燃烧。 ? 二、链条炉排的燃烧特点 ? 链条炉排着火条件较差，主要依靠炉膛火焰和炉拱的辐射热。煤的上 面先着火，然后逐步向下燃烧，在炉排上就出现了明显的分层区域，如图共分五个区。燃料在新燃烧区1中预热干燥，在炉排上占有相当长的区域。在区域2中燃料释放出挥发分，并着火燃烧。燃烧进行得很激烈，来自炉排下部空气中的氧气在氧化区3中迅速耗尽，燃烧产物CO2和水蒸气上升到还原区4后，立即被只热的焦碳所还原。最后在链条炉排尾部形成灰渣区5。 在燃烧准备区1和燃烬区5都不需要很多空气，而在燃烧区2、3必须保证有足够的空气，否则则会出现空气在中部不足，而在炉膛前后过剩的现象。为改善以上燃烧状况，常常采用以下三个措施：合理布置炉拱；采取分段送风；增加二次风. ? 三、链条炉排对煤种的要求 ? 链条炉排对煤种有一定的选择性，以挥发分15%以上，灰熔点高于1250℃以上的弱黏结、粒度适中，热值在18800~21000kJ/kg以上的烟煤最为适宜。

煤层自然发火预测预报制度及管理制度

煤层自然发火预测预报制度及管理制度 一、煤层自然发火预测预报制度 1、我矿现开采的煤层属于自燃煤层，且煤尘具有爆炸性，所以矿井所有采掘工作面都必须建立自然发火预测预报制度。 2、矿井自然发火预测预报工作由总工程师负责，具体业务由安通科负责组织实施。 3、采区和回采工作面回采结束45天后必须全部撤出设备，进行永久性封闭。建立永久性防火密闭，必须预留灭火灌浆及防火观察孔门、风窗、风桥等通风设施，也应按防灭火的要求正确选择位置砌筑。 4、防火密闭的气体、温度，每周进行一次检测，同时对流水温度也要进行测定。取出的气样及时进行气体化验室分析。 5、防火密闭如出现气体温度升高、有CO出现、或水温升高等现象，必须立即报总工程师，并采取措施防止自然火灾的发生。 6、对全矿井自然发火危险区进行定期、系统的观测。观测点应选在：采空区回风侧防火墙处，回采工作面上隅角、采区回风巷中，观测内容为：CO、CO2、CH4、O2等气体成分，气温、水温、风量以及密闭内外压差和表面自然发火征兆。 7、采用CO的相对量和绝对量，以及格雷姆系数作为自然发火的预报指标。 8、利用束管监测系统对个别采空区有害气体含量进行监测，取样分析等。 9、教育从业人员了解矿井自然发火的征兆，如发现自然发火的预兆时，及时向有关领导和调度室汇报。

10、由安通科负责每月对全矿的总回风道、采区回风道进行一次详细的自然发火征兆观察，从大范围上分析井下有无自燃发火。 11、安通科每周安排专人对井下采煤面的上隅角、?回风巷和采空区回风密闭及其它可能发热的地点进行一次全面观测。观测的参数包括：现场的气体成份(CH4、C02、C0、02)、气温、水温、其他火灾征兆等；在防火墙封闭时间长，温度异常和有自燃倾向的区域内的回风风流中要安设CO传感器，CO传感器的报警浓度为24ppm。 12、对于已有发火危险或已出现发火征兆的地点，检查周期缩短到每班一次，并每7天取样一次进行化验室分析，及时向有关领导和部门汇报。同时，矿领导应组织专门人员进行火灾灾情的分析并制定处理对策。 13、有下列情况之一者，应发出火灾预报： ⑴巷道中出现雾气或“挂汗”(温度不同的两段风流交汇处，因水蒸气过饱和而凝聚出现的雾气除处)。 ⑵巷道中出现火灾气味时，如煤油味、焦油味、?松香油味等。 ⑶从煤炭发热或自然地点流出的水或空气，?其温度较平常增高。 ⑷空气中有害气体(如C0、C02等)浓度增加，?人体感到不舒服，如头痛，闷热、精神疲乏等。 二、防治煤层自然发火管理制度 1、井下必须有完善的防灭火系统，由通风队定期对防灭火系统

煤自燃火灾指标气体预测预报的几个关键问题探讨

煤自燃火灾指标气体预测预报的几个关键问题探讨煤在氧化升温过程中，会释放出CO、CO2、烷烃、烯烃以及炔烃等指性气体。这些气体的产生率随煤温上升而发生规律性的变化，能预 测和反映煤自然发火状态。CO贯穿于整个煤自然发火过程中，一般 在50℃以上就可测定出来，出现时浓度较高；烷烃（乙烷、丙烷） 出现的时间几乎与CO同步，贯穿于全过程，但其浓度低于CO，而且在不同煤种中有不同的显现规律；烯烃较CO和烷烃出现得晚，乙烯 在110℃左右能被测出，是煤自然发火进程加速氧化阶段的标志气体，在开始产生时，浓度略高于炔烃气体；炔烃出现的时间最晚，只有 在较高温度段才出现，与前两者之间有一个明显的温度差和时间差，是煤自然发火步入激烈氧化阶段（也即燃烧阶段）的产物。因此，在这一系列气体中，选择一些气体作为指标气体，以及准确检测，就 能可靠判断自然发火的征兆和状态。 1指标气体及其选择 目前，国内外可作为煤自然发指标气体主要有CO、C2H6、CH4、C2H4、C2H2、△O2（△O2为氧气消耗量）等及其生成的辅助性指标。早在“七·五”期间，国家攻关项目《各煤种自然发火标志气体指标研究》

的研究中，对我国各矿区有代表性的煤种进行了自然发火气体产物 的模拟试验，得出了指标气体与煤种及煤岩之间的关系。 1）随着煤种的不同，煤自然发火氧化阶段（缓慢氧化阶段、加速氧 化阶段、激烈氧化阶段）的温度范围、气体产物和特性都不同； 2）各煤种从缓慢氧化阶段的气体产物优选为灵敏指标的为：褐煤、 长焰煤、气煤、肥煤以烯烃或烷比为首选，以CO及其派生的指标为辅，而焦煤、贫煤和瘦煤则以CO及其派生的指标为首选，C2H4或烯烷比为辅；无烟煤和高硫煤唯一依据是CO及其派生指标； 3）C2H4可用于气体分析法中表征低变质程度煤着火征兆的灵敏指标，同时也可以作为判断煤自然发火熄灭程度的指标；C2H4/C2H2比值可以更准确地表征煤着火温度的最高温度点，结合其他参数可用于判 断着火前的时间。 因此，必须充分认识到CO并非唯一的煤自然发火气体指标。它还有 许多不足：检测温度范围极宽；CO产生量同煤温之间的关系不明确，特别是在现场复杂条件下，受风流、煤体原生气体组分、测点选择

关于中国煤矿火灾防治现状研究文献综述

关于中国煤矿火灾防治现状研究文献综述 摘要：煤炭工业是国民经济和社会发展的基础产业，煤炭工业的可持续发展直接关系着建设全面小康社会目标的实现和国家能源安全。我国煤矿安全生产危险源多、灾害严重的形势非常严峻，尤以火灾为甚。每年自燃形成的火灾近400次，煤自燃氧化形成火灾隐患近4000次，仅我国北方煤田累计已烧毁煤炭达42亿吨以上。煤矿火灾防治及其继发性灾害的防控技术，对煤矿的安全生产具有非常重要的意义。本文简述了我国煤矿矿井火灾防治现状，研究和总结煤层自燃机理和矿井内因引起的火灾预防治理技术，分析了常用的防灭火技术及其优缺点，并介绍了一些新型防、灭火材料。 关键词：煤炭自燃；防灭火技术；防灭火材料 正文： 一、煤炭自燃规律及其机理 我国煤矿中有56 %的矿井存在煤层自燃发火危险。近20年来，随着我国采煤新技术的试验和推广，煤炭的产量和效益大幅度提高。但开采强度大，端头支架处顶煤放出率低(有的不放)采空区遗煤量较多，使得煤层自然发火几率增高，矿井自燃火灾事故增多。目前，煤炭自燃已成为制约我国煤炭工业高产高效的主要灾害之一。 1.煤自燃规律 煤矿火灾主要是煤自然发火，由于空气渗漏进入松散煤体，空气中的氧与煤分子表面的活性结构接触，发生物理吸附、化学吸附及化学反应，同时放出热量，在一定的蓄热环境下，煤体不断地氧化、放热、升温，当煤温超过临界温度后，煤体继续升温，达到煤的着火点温度，最终导致煤体燃烧。[1]

在煤矿里，自燃火灾主要是指煤炭在一定条件和环境下自身发生物理化学变化(吸氧、氧化、发热) ，聚集热量导致着火而形成的火灾。自燃火灾大多发生在采空区、遗留的煤柱、破裂的煤壁。煤巷的高冒以及浮煤堆积的地点。 2.煤的自燃机理 关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。 需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生自燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此，煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级;煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙;煤层埋藏深度和煤层厚度;开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。 3.矿井火灾发生的“三要素” 矿井火灾发生必须具备的三个条件是：一是要有可燃物；二是要有一定的温度和足够热量的引火热源；三是要有一定量的氧浓度空气。俗称火灾三要素，才能构成火灾。其相互关系如下图所示。[2]

煤矿安全风险辨识评估报告

煤矿安全风险辨识 评估报告

安全风险辨识 评估报告 编制单位：×××煤矿 ×月

目录第一章煤矿危险因素 第二章风险辨识范围 第三章风险辨识评估 第四章风险管控措施 附件1 重大安全风险清单

×××安全风险辨识评估参与人员签字表

第一章煤矿危险因素 一、矿区生产概况 ×××设计生产能力为：30万吨/年，×年经产能核定后，其生产能力为90万吨/年。采剥工程概况： 开采工艺：单斗-卡车间断开采工艺。 剥采计划：对煤矿东部进行剥离，剥离后采场将形成1个采煤台阶，4个剥离台阶，剥离台阶：高度10米，坡面角60°。，×××计划实施内排作业，剥离土方实现内排，降低排土费用。 二、存在的危险因素 在总结历年煤矿安全生产经验基础上，借鉴安全评价有益资料，再考虑剥离区地质环境，经综合分析，庆升露天煤矿主要危险因素如下： 1.边坡滑坡：随开采地质条件变化及各种人为因素而出现的边坡滑坡； 2.交通运输事故：主要采用自卸车进行土方运输，运输过程中因车辆、人、环境等出现的各种车辆伤害事故； 3.火灾：來至煤层自燃以及外来火种引发的各种火灾； 4.触电伤害：变配电场所、维修车间及矿区内各种电气设备，其使用及维护不当造成的触电伤害； 5.煤层自燃发火：×号褐煤自燃周期为×个月，属于易自燃煤

层；剥离及储存过程中应将煤层暴露时间和储存周期控制在自燃周期以内； 6.煤尘：×号褐煤挥发分高，煤尘具有爆炸性；采掘过程中产生容易煤尘，运输、粉碎过程中也易产生煤尘，煤尘不但不利于职业健康，同时也对正常运转的设备造成影响。 第二章风险辨识范围 以煤矿生产系统、运输系统、破碎系统为辨识范围，结合×××采剥计划，此次辨识的具体内容为： 1.生产系统：二个剥离作业单元内土方剥离及排卸作业，即将形成的4个剥离台阶及边坡，包含作为剥离台阶组成部分的安全挡墙、坡顶、坡底线，工作平盘的各种技术标准；最终出煤期，煤炭采剥环节各项安全技术措施。 2.运输系统：运输道路系统及服务运输系统的各种辅助工作； 3.排土系统：排土作业及服务于排土作业的各种辅助工作； 4.破碎系统：生产工艺对人员、环境、管理的提出的各项安全技术要求。 第三章风险辨识评估 1月20日，矿长×××组织各分管负责人和相关业务科室（名单详见签字表）召开年度安全风险辨识会议，布置年度风险辨识评估工作、职责分工，并由安全副矿长组织风险辨识评估知识培训。

XX煤业预防煤层自燃发火预测预报及安全技术措施

XX煤业预防煤层自燃发火预测预报及安全 技术措施 目录 一、煤的自燃倾向性类别、煤的自燃发火期 (2) 二、煤层自燃预测及防治措施 (2) （一）、煤的自燃的预测 (2) （二）、巷道布置与开采顺序方面措施 (8) （三）、采煤工艺的措施 (8) （四）、通风方面的措施 (9) 三、防灭火系统 (10) （一）、灌浆 (11) （二）、氮气 (15)

XX煤业预防煤层自燃发火预测预报及安全技术措施 一、煤的自燃倾向性类别、煤的自燃发火期 1、煤的自燃倾向性及自燃发火期 根据本矿井4号煤层自燃倾向等级鉴定报告，4号煤层属自燃煤层（自燃倾向分类为Ⅱ级），其他煤层未作鉴定，矿井揭煤后立即采样送有资质的单位补作鉴定。在未作鉴定前，按容易自燃煤层进行管理。 煤炭自燃倾向等级鉴定结果表 二、煤层自燃预测及防治措施 （一）、煤的自燃的预测 一）、建立观测系统 为及时掌握自燃发火动向，必须做好观测站（点）的建设，气样的采集、分析、记录和火灾的判断，矿井应建立预防自燃发火观测

系统，观测站（点）的布置如下图所示。在采煤工作面设置共设7个观测点，其中：固定观测点2个，设在进回风侧；移动观测点2个，设在靠采煤工作面侧，移动观测点3个，设在采煤工作面靠采空区侧。 固定观测站移动观测点临时观测点 一氧化碳增量法预测工作面火灾示意图 观测站（点）的布置与观测应符合下列求： 1、在矿井的自燃危险区建立自燃发火观测站（点），进行系统的、定期的观测。观测站（点）应设在矿压较小的地点，至少长10m 的一段巷道支护规整、断面不变，巷内无一切风阻物，以便完成气样采集、气体成分、风速测定和风温测定。井下观测站（点）分为固定观测点、移动观测点和临时观测点三种。 2、采区、工作面固定观测站（点）：在采区、工作面的进回风流都必须各建立一个观测站（点），并符合井下测风站的要求。其观测站（点）的位置应使进风观测点能控制全部进风流，回风观测点能控制全部回风流，即两个观测站（点）间不允许有其它的进风流和回

矿井火灾事故及防治

矿井火灾事故及防治 矿井火灾也是煤矿生产的主要灾害之一，一旦井下发生火灾，不仅会造成煤炭资源的损失、工程和设备的破坏，导致生产中断，而且更严重的是会直接威胁到矿工的生命安全。还往往会造成瓦斯、煤尘爆炸，使灾害程度和范围扩大。据统计，全国煤矿矿井火灾事故以死亡计算，火灾占1.52%，排在各类灾害最后，但在一次死亡3人以上的事故中，以死亡数计算，火灾事故却占3.72%，仅次于顶板、瓦斯、水害之后，位居第四。 一、矿井火灾的定义 矿井火灾：凡是发生在矿井、井下或地面威胁到井下安全生产，造成损失的非控制燃烧均称为矿井火灾。如地面井口房，通风机房失火或井下胶带着火、煤炭自燃等都是非控制燃烧，均属矿井火灾。 (一)造成火灾的原因 造成火灾事故的主要原因有三个：可燃物的存在、有引火热源、空气供给。 (二)矿井火灾事故的危害 井下发生火灾后，产生大量的有害气体；引起瓦斯、煤尘爆炸；产生火风压；产生再生火源。 1、火灾产生大量的有害气体，如一氧化氮、二氧化硫等，严重威胁人员的生命安全。 2、引起瓦斯、煤尘爆炸。在有瓦斯、煤尘爆炸危险的矿井内，处理火灾过程中易诱发爆炸事故，扩大灾情及伤亡。

3、产生火风压。火风压是指火灾产生的高温烟流流经有高差的井巷所产生的附加风压。火风压常造成风流紊乱，使某些井巷的风流方向产生逆转现象，扩大受灾范围，容易使灭火人员陷入火区。 4、产生再生火源。炽热含挥发性气体的烟流与相接巷道新鲜风流交汇后燃烧，使火源下风侧可能出现若干再生火源。煤炭资源大量被烧毁，损坏机械设备。 二、矿井火灾的分类 矿井火灾按引火热源不同，一般分为外因火灾和内因火灾。 1、外因火灾 外因火灾是指外部火源引起的火灾，其特点是突然发生、火势凶猛、可防性差，可能发生在井下任何地点，但多数发生在井口房、井筒、机电硐室、火药库以及安装有机电设备的巷道或工作面内，如果不能及时处理，往往可能酿成特大事故。 2、内因火灾 内因火灾又称自燃火灾。由于煤炭或其它易燃物自身氧化积热，发生燃烧引起的火灾。其特点是发生在有限的条件下，有预兆、燃烧过程较为缓慢，伴生有害气体，不易早期发现，且火源隐蔽，有些发火地点很难接近，灭火难度大，时间长。 三、矿井火灾的特点及危害 1、井下火灾发生在有限的空间内，特别是煤炭的自燃往往发生在采空区或煤柱里，燃烧过程缓慢，没有较大的火焰，外部征兆不明显，难以觉察。火灾延续时间长，几个月，几年甚至几十年之久，灭火工作困难，易造成巨大的资源损失。

事故树分析案例

事故树的编制程序 第一步：确定顶上事件 顶上事件就是所要分析的事故。选择顶上事件，一定要在详细占有系统情况、有关事故的发生情况和发生可能、以及事故的严重程度和事故发生概率等资料的情况下进行，而且事先要仔细寻找造成事故的直接原因和间接原因。然后，根据事故的严重程度和发生概率确定要分析的顶上事件，将其扼要地填写在矩形框内。 顶上事件也可以是在运输生产中已经发生过的事故。如车辆追尾、道口火车与汽车相撞事故等事故。通过编制事故树，找出事故原因，制定具体措施，防止事故再次发生。 第二步：调查或分析造成顶上事件的各种原因 顶上事件确定之后，为了编制好事故树，必须将造成顶上事件的所有直接原因事件找出来，尽可能不要漏掉。直接原因事件可以是机械故障、人的因素或环境原因等。 要找出直接原因可以采取对造成顶上事件的原因进行调查，召开有关人员座谈会，也可根据以往的一些经验进行分析，确定造成顶上事件的原因。 第三步：绘事故树 在找出造成顶上事件的和各种原因之后，就可以用相应事件符号和适当的逻辑门把它们从上到下分层连接起来，层层向下，直到最基本的原因事件，这样就构成一个事故树。 在用逻辑门连接上下层之间的事件原因时，若下层事件必须全部同时发生，上层事件才会发生时，就用“与门”连接。逻辑门的连接问题在事故树中是非常重要的，含糊不得，它涉及到各种事件之间的逻辑关系，直接影响着以后的定性分析和定量分析。 第四步：认真审定事故树 画成的事故树图是逻辑模型事件的表达。既然是逻辑模型，那么各个事件之间的逻辑关系就应该相当严密、合理。否则在计算过程中将会出现许多意想不到的问题。因此，对事故树的绘制要十分慎重。在制作过程中，一般要进行反复推敲、修改，除局部更改外，有的甚至要推倒重来，有时还要反复进行多次，直到符合实际情况，比较严密为止。 第五章定性、定量评价 5.1 对重大危险、有害因素的危险度评价 XXX矿井的重大危险、有害因素有：矿井瓦斯危害、矿井火灾危害、矿压危害和水危害，

煤炭自燃机理及综合防治措施(标准版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 煤炭自燃机理及综合防治措施 (标准版)

煤炭自燃机理及综合防治措施(标准版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 1煤的自燃机理 1.1概述 关于煤的自燃问题，长期以来，一般都认为煤中黄铁矿的存在是自燃的原因，由于黄铁矿氧化成为三氧化二铁及三氧化硫时能放出热量，在有水分参加的情况下，可以形成硫酸，它是很强的氧化剂，更加速煤的氧化，促进煤的自燃。 需要指出，有的含有黄铁矿的煤，虽然经过长斯放置，并不一定发生燃，而不含或少含黄铁矿的煤也有自燃现象。因此，煤的自燃并非完全因含有黄铁矿而引起。其主要原因是由于吸收了空气中的氧气，使煤的组成物质氧化产生热量，再被水湿润，就放出更多的湿润热，也会加速煤的自燃。此外，煤的自燃还与煤本身的性质有关。如煤的品级;煤的显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙;煤层埋藏深度和煤层厚度;开采方法和通风方式等。煤的自燃从本质上来说是煤的氧化过程。

1.2煤自燃的不同阶段 (1)水吸附阶段。与其他阶段不同，这个阶段只是个物理过程，煤与氧不会发生反应，煤吸附水虽不是煤自燃的根本原因，但他对煤自热，特别是低品级的煤自热有重要影响。当水被煤吸附时会放出大量热，即润湿热。所以，多数情况下该阶段对煤的自燃都起着关键作用。 (2)化学吸附阶段。煤自燃过程首先在这个阶段发生化学反应。该阶段的反应温度为环境温度至70℃。这伸过程中煤吸附氧气会产生过氧化物，因而叫做化学吸附阶段。化学吸附阶段煤重略有增加，并产生气体，其中的CO可作为标准气体，通过监测CO浓度可对煤的自燃进行早期预报，化学吸附阶段需要少量水参加反应。根据煤的品级和类型不同，化学吸附的放热量在5.04～6.72J/g之间变化。若煤温达到70℃时会分解，煤重随之在幅度下降，甚至比原始煤重还要轻。煤中水汾的蒸发可带走一些热量，该过程产热量晨16.8～75.6J/g间变化。若煤氧化进行到这个阶段，想使其不自燃是非常困难的。 (3)煤氧复合物生成阶段。该阶段生成一种稳定的化合物，即煤氧复合物。其反应温度范围为150～230℃。产生的热量25.2～003.4J/g。这个阶段煤重又有所增加，煤氧化进行到这个阶段必然发生自燃。 (4)燃烧初始阶段。这是煤氧复合物生成阶段到煤快速燃烧阶段的

煤自燃发火危险性评价及早期预测预报实用版

YF-ED-J2220 可按资料类型定义编号 煤自燃发火危险性评价及早期预测预报实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

煤自燃发火危险性评价及早期预 测预报实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 1.煤自然发火危险性评价 煤自然发火危险性评价技术是在煤层尚未 出现自然发火征兆之前，根据煤层的赋存条 件、开拓开采条件以及煤本身的氧化放热升温 特性等因素，采取不同的方法对煤层自然发火 的危险程度、自然发火期、易自燃危险区域等 重要火灾参数指标做出超前判识的一种技术。 主要内容有自燃倾向性预测法、因素综合评判 预测法、经验统计预测法和数学模型预测法。 2.煤炭自然发火的早期预测预报

井下发生自然发火时，往往会出现一些征兆，如温度升高、湿度增加、出现煤焦油味、人体不适、出现烟雾或明火等。 （1）煤自然发火气体产物及其组成。煤自燃气体产物是指煤由于自燃而释放出来的气体。这其中包括两部分，一部分由于煤自身氧化产生的气体产物，叫煤自燃氧化气体；另一部分是成煤过程中吸附在其孔隙内的气体，由于煤体温度升高而解吸出来的，叫煤自燃吸附气体。 （2）煤自然发火的标志气体及其指标。一氧化碳指标、一氧化碳的派生指标、烯烃及烯烷比、炔烃。 （3）煤自然发火预测预报方法。预报方法主要有气体分析法、测温法、气味检测法。

矿井火灾事故案例分析(优.选)

第九章矿井火灾事故案例分析 第一节矿井内因火灾事故案例分析 一、事故矿井概况及事故发生经过 (一)矿井概况 事故矿井于1983年12月移交投产，该矿井设计生产能力为300万t／a，瓦斯突出矿井，相对瓦斯涌出量14．7m3＼t，煤自燃发火期3个月～6个月。中央并列单一对角混合式通风。 (二)事故发生经过 x x年12月23日5时许，该矿东翼胶带机巷一540m～一530m上山段过C13煤层高冒区严重自燃发火，经过紧张的抢险，于12月25日早班稳定了火情，中班恢复了生产。 事故发生的东翼胶带机巷一540m～一530m上山段过C13煤层高冒区．该运输巷设计走向长900m，主体是平巷，平均标高一540m。其中变坡点至煤仓(缓冲仓)斜长约200m，安装4号胶带机。缓冲仓上标高为--480m。东翼胶带机巷主要用于东部出煤运输，于1999年初正式投入使用。在东一该大巷过C13槽煤层，煤层平均厚度4．8m，煤层倾角6°~8°，直接顶为砂质泥岩。过煤层施工大巷过程中大量顶煤高冒，冒顶高度达5m，长度约10余米。采用木垛接顶，金属网、水泥背板腰帮过顶，U型纲支护，并进行喷浆处理。 5时45分救护队闻警后迅速达到现场进行侦察。侦察结果为：通风(行人)联络巷以上胶带机道浓烟弥漫，能见度小于1m，联络巷口向上70m巷顶部观察到木垛已被引燃。巷内CO浓度为2200ppm、CH4为0．3％、C02为0．1％。第一救护小队首先在第1个高温点处(如图9-1所示)用水管直接灭火，试图减火势，效果不理想。虽然火区存在范围广、烟雾大、能见度低、CO浓度高等困难，但也具备上山运输，水、风、电完好，CH4浓度小等有利条件。灭火指挥组经认真研究后，慎重作出以下综合灭火方案： (1)喷浆堵塞，初步隔绝供氧，控制烟雾。 (2)寻找高温点，采用直接打钻注水法，密集钻孔，吸热降温。 (3)火势得到控制后，利用双液注浆泵向高冒区注入凝胶，进行彻底隔离灭火 (4)在综合灭火同时，矿方准备封闭材料，以备灭火无效时，实施封闭。 2．灭火方案的实施 1）喷浆 由于火区煤壁温度高，喷浆难度大，且救护队无此专业人员。经研究决定，首先由救护队对矿方抽出的喷浆技术较高的专业人员进行短时间氧气呼吸器佩用培训，然后指派专职人员佩用呼吸器进入灾区，进行喷浆设备安装和材料提交。23日10时，开始喷浆。喷浆覆盖东翼胶带机巷过C13煤层及其前后10m的范围。由于环境恶劣，喷浆返弹率较大，工作十分困难，需补喷2遍一3遍．至24日8时50分，CO由喷浆前2200ppm降至800ppm。10时40分又降至500ppm，烟雾也逐渐消退。15时，过C1煤层段喷浆完毕。’2）打钻注水 24日上午，在喷浆的同时，附近煤矿来协助火区处理。首先由救护队用红外测温仪探明3处高温点(如图9—1所示，其中第2个高温点温度最高。喷浆表面对高温度达155℃)。用煤电钻向高冒处高温点打了第一个钻空(孔深7m，此钻空在第2个高温点上3m处)。17时，救护队又利用快速防火墙在高冒发火区域内，对冒烟严重处和支架边缝进行堵漏，效果比较理想。