2024年中安《煤矿安全》考前冲刺：内因火灾的预防（1）

2024-08-26 09:25

内因火灾，煤矿安全的隐形挑战。煤炭自燃，条件适宜便悄然发生。优路教育汇总预防措施，从监测预警到灭火技术，多方位解析，助您备考无忧，轻松应对中级注册安全工程师《煤矿安全》考试。

第四章防灭火技术

第一节煤矿火灾及防治

考点一：内因火灾的预防(考频 5 次)

(一)煤炭自燃的条件

煤炭自燃是一个复杂的物理化学过程，是矿井火灾控制管理中的一个重要方面，煤炭自燃是煤长期与空气中的氧接触，发生的一个自加速的氧化放热反应。

一般来说，只有同时具备了下列 4 个基本条件煤炭自燃才会发生：

①煤具有自燃倾向性；②有连续的通风供氧条件；③破碎状态堆积热量积聚；④持续一定的时间。

1.煤具有自燃倾向性

煤炭自燃倾向性是煤的一种自然属性，它取决于煤在常温下的氧化能力，是煤层发生自燃的基本条件。《煤矿安全规程》第二百六十条规定，煤的自燃倾向性分为容易自燃、自燃、不易自燃 3 类。新设计矿井应当将所有煤层的自燃倾向性鉴定结果报省级煤炭行业管理部门及省级煤矿安全监察机构。生产矿井延深新水平时，必须对所有煤层的自燃倾向性进行鉴定。

2.有连续的通风供氧条件

氧气的存在是煤发生自燃的必要条件，只有含氧量较高的风流持续稳定的情况下(一般认为氧含量至少 12%)，煤自燃过程才能够持续并最终可能造成自燃，煤矿经常采用的注浆防灭火措施主要作用之一就是隔绝氧气。

3.破碎状态堆积热量积聚

煤氧化产生的热量能否积聚主要取决于破碎状态的煤堆积的厚度和是否有有利于热量积聚的合适风流速度(一般认为风速为 0.1~0.24m/min)。

4.持续一定的时间

影响煤自然发火期的因素有很多，比如煤的内部结构和物理化学性质、被开采后的堆积状态参数(分散度)、裂隙或空隙度、通风供氧、蓄热和散热等，因而实现其准确测定难度较大，现场记录该值一般为十几天、几个月甚至长达十几个月。

(二)煤炭自然的预测预报

1.预测预报指标

我国的煤炭自燃的预测预报主要采用气体分析法。最新研究成果表明，可以使用 CO、C2H4 及 C2H2 等指标预测预报煤炭自燃情况。

煤炭自燃分为 3 个阶段：缓慢氧化阶段、加速氧化阶段和出现明火的激烈氧化阶段。

其中，由于煤在低温缓慢氧化过程中 CO 生成量与煤温之间有十分密切的关系，因此一般以地下矿山风流中只出现 10-6 级的 CO 作为主要检测早期自然发火的指标气体。随着煤的继续升温，煤炭自燃进入加速氧化阶段时，10-6 级的 C2H4 逐渐由煤体氧化分解产生，这个过程中煤的温度值与烃类气体碳原子数成正比。当 10-6 级的 C2H2 产生时，表明煤已进入发生高温裂解的激烈氧化阶段，常常出现明火。

2.束管监测系统

井下煤层自然发火直接影响煤矿安全生产，瓦斯矿井煤层自然发火严重时可能会引起矿井瓦斯爆炸。如何准确监测、预报煤层自然发火，为煤矿防灭火提供科学依据，是当前煤炭安全生产的重要任务之一。

束管监测系统是一套能自动对井下环境中。O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6 等气体含量的变化实现 24h 连续、循环监测的系统，通过烷烯比、链烷比的计算，从而实现煤炭自燃早期检测和预测预报，为煤矿自燃火灾和矿井瓦斯事故的防治提供科学依据。

束管监测系统利用真空泵，通过一组空心塑料管将井下监测地点的空气直接抽至分析单元中进行检测。