第四章防滅火技術
第一節煤礦火災及防治
考點一：內因火災的預防(考頻 5 次)
(一)煤炭自燃的條件
煤炭自燃是一個復雜的物理化學過程，是礦井火災控制管理中的一個重要方面，煤炭自燃是煤長期與空氣中的氧接觸，發生的一個自加速的氧化放熱反應。
一般來說，只有同時具備了下列 4 個基本條件煤炭自燃才會發生：
①煤具有自燃傾向性；②有連續的通風供氧條件；③破碎狀態堆積熱量積聚；④持續一定的時間。
1.煤具有自燃傾向性
煤炭自燃傾向性是煤的一種自然屬性，它取決于煤在常溫下的氧化能力，是煤層發生自燃的基本條件。《煤礦安全規程》第二百六十條規定，煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不易自燃 3 類。新設計礦井應當將所有煤層的自燃傾向性鑒定結果報省級煤炭行業管理部門及省級煤礦安全監察機構。生產礦井延深新水平時，必須對所有煤層的自燃傾向性進行鑒定。
2.有連續的通風供氧條件
氧氣的存在是煤發生自燃的必要條件，只有含氧量較高的風流持續穩定的情況下(一般認為氧含量至少 12%)，煤自燃過程才能夠持續并最終可能造成自燃，煤礦經常采用的注漿防滅火措施主要作用之一就是隔絕氧氣。
3.破碎狀態堆積熱量積聚
煤氧化產生的熱量能否積聚主要取決于破碎狀態的煤堆積的厚度和是否有有利于熱量積聚的合適風流速度(一般認為風速為 0.1~0.24m/min)。
4.持續一定的時間
影響煤自然發火期的因素有很多，比如煤的內部結構和物理化學性質、被開采后的堆積狀態參數(分散度)、裂隙或空隙度、通風供氧、蓄熱和散熱等，因而實現其準確測定難度較大，現場記錄該值一般為十幾天、幾個月甚至長達十幾個月。
(二)煤炭自然的預測預報
1.預測預報指標
我國的煤炭自燃的預測預報主要采用氣體分析法。最新研究成果表明，可以使用 CO、C2H4 及 C2H2 等指標預測預報煤炭自燃情況。
煤炭自燃分為 3 個階段：緩慢氧化階段、加速氧化階段和出現明火的激烈氧化階段。
其中，由于煤在低溫緩慢氧化過程中 CO 生成量與煤溫之間有十分密切的關系，因此一般以地下礦山風流中只出現 10-6 級的 CO 作為主要檢測早期自然發火的指標氣體。隨著煤的繼續升溫，煤炭自燃進入加速氧化階段時，10-6 級的 C2H4 逐漸由煤體氧化分解產生，這個過程中煤的溫度值與烴類氣體碳原子數成正比。當 10-6 級的 C2H2 產生時，表明煤已進入發生高溫裂解的激烈氧化階段，常常出現明火。
2.束管監測系統
井下煤層自然發火直接影響煤礦安全生產，瓦斯礦井煤層自然發火嚴重時可能會引起礦井瓦斯爆炸。怎樣準確監測、預報煤層自然發火，為煤礦防滅火提供科學依據，是當前煤炭安全生產的重要任務之一。
束管監測系統是一套能自動對井下環境中。O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6 等氣體含量的變化實現 24h 連續、循環監測的系統，通過烷烯比、鏈烷比的計算，從而實現煤炭自燃早期檢測和預測預報，為煤礦自燃火災和礦井瓦斯事故的防治提供科學依據。
束管監測系統利用真空泵，通過一組空心塑料管將井下監測地點的空氣直接抽至分析單元中進行檢測。
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