1楼:匿名用户
因为煤的主要成分是炭,和空气接触时氧化,氧化时散发热量,若此时空 气流通,热量就会很快散失。一旦空气不流通,热量聚集到一定程度,煤层就会自燃。 另一个引发煤层自燃的原因可能是由于矿井下电线短路引起的,电火花点燃瓦斯,然后 使整个煤层自燃。
不过,煤层自燃最关键的问题是空气流通。如,地下废矿区,那里的 空气不流通,以前剩下的煤逐渐氧化,产生的热量无法散发,最后只能导致煤炭自燃。 在地层中的水平煤层经过多次地质运动大多变为倾斜煤层,煤层露头后与空气接触,氧化后积热增温,引发自燃,最终酿成煤田火灾。
首先指出燃烧不一定需要氧气 燃烧必须同时具备下列三个条件。 (1)有可燃物存在 凡能与空气中的氧或氧化剂起剧烈反应的物质均称为可燃物。可燃物包括可燃固体,如煤、木材、纸张、棉花等;可燃液体,如汽油、酒精、甲醇等;可燃气体,如氢气,一氧化碳、液化石油气等。
在化工生产中很多原料、中间体、半成品和成品是可燃物质。 (2)有助燃物存在 凡能帮助和维持燃烧的物质,均称为助燃物。常见的助燃物是空气和氧气以及氯气和氯酸钾等氧化剂。
(3)有点火源存在 凡能引起可燃物质燃烧的能源,统称为点火源。如明火、撞击、摩擦高温表面、电火花、光和射线、化学反应热等。 可燃物、助燃物和点火源是构成燃烧的三个要素,缺少其中任何一个,燃烧便不能发生;另外,燃烧反应在温度、压力、组成和点火能量等方面都存在极限值。
在某些条件下,如可燃物未达到一定的浓度,助燃物数量不够,点火源不具备足够的温度或热量,即使具备了燃烧的三个条件,燃烧也不会发生。例如氢气在空气中的浓度小于4%时就不能点燃,而一般可燃物质在空气中的氧气低于14%时也不会发生燃烧。对于已经进行着的燃烧,若消除其中一个条件,燃烧便会终止,这就是灭火的基本原理。
燃烧的条件 一、燃烧的必备条件 燃烧,俗称着火,是指可燃物与氧或氧化剂作用发生的释放热量的化学反应,通常伴有火焰和发烟的现象。近年来年研究表明,绝大多数物质燃烧的本质是一种自由基的链反应。只要有适当条件引发自由基的产生(引火条件),链反应就会开始,然后连续自动地循环发展下去,直至反应物全部转化完毕为止。
在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害,叫做火灾。 任何物质发生燃烧,都有一个由未燃状态转向燃烧状态的过程。这过程的发生必须具备三个条件:
即:可燃物、助燃物和着火源,并且三者要相互作用。 一、可燃物 凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应的物质称可燃物。
按其物理状态还可分为气体可燃物(如氢气、一氧化碳等)、液体可燃物(如汽油、酒精等)和固体可燃物(如木材、布匹、塑料等)三类。 二、助燃物 凡是能帮助和支持可燃物燃烧的物质,即能与可燃物发生氧化反应的物质称为助燃物(如空气、氧气、氯气以及高锰酸钾、氯酸钾等氧化物和过氧化物等)。能够使可燃物维持燃烧不致熄灭的最低氧含量即氧指数。
空气中氧含量约为21%,而空气是到处都有的,因而它是最常见的助燃物。发生火灾时,除非是密闭室内的初起小火可用隔绝空气的“闷火”手段扑灭,否则这个条件较难控制。 三、着火源 凡能引起可燃物与助燃物发生反应的能量**(常见的是热能源)称作着火源。
根据其能量**不同,着火源可分为:明火、高热物体、化学热能、电热能、机械热能、生物能、光能和核能等。此外,可燃物质燃烧所需的着火能量是不同的,一般可燃气体比可燃固体和可燃液体所需的着火能量要低。
着火源的温度越高,越容易引起可燃物燃烧。 综上所述,只有在可燃物、助燃物和着火源三个条件同时具备,而且数量达到一定比例的前提下,互相结合,互相作用,燃烧才能发生。否则,燃烧不能发生。
可见,不论采用什么措施,只要能破坏已经产生的燃烧条件,去掉其中任何一个,火灾即可扑灭。 此外,也可运用现代灭火理论,用灭火剂和阻燃剂加入燃烧的链反应中,消灭自由基,使链增长中断,从而取得比传统的灭火手段更为有效的灭火效应。 二、燃烧类型 燃烧可分为闪燃、自燃和点燃等几种类型,每种类型的燃烧都有其特点。
一、闪燃 闪燃是可燃性液体的特征之一。各种液体的表面都有一定量的蒸气存在,蒸气的浓度取决于该液体的温度。对同种液体,温度越高,蒸气浓度越大。
液体表现的蒸气与空气混合会形成可燃性的混合气体。当液体升温至一定的温度,蒸气达到一定的浓度时,如有火焰 或炽热物体靠近此液体表面,就会发生一闪即灭的燃烧,这种燃烧现象叫闪燃。在规定的试验条件下,液体发生闪燃的最低温度,叫做闪点。
闪点是评定液体火灾危险性的主要根据。液体的闪点越低,火灾危险性越大。 二、着火 着火变称强制点燃。
即可燃物质和空气共存条件下,达到某一温度时与明火直接接触引起燃烧,在火源移去后仍能保持继续燃烧的现象。物质能被点燃的最低温度叫燃点,也叫着火点。对固体和高闪点液体,燃点是用于评价其火灾危险性的主要依据。
在防火和灭火工作中,只要能把温度控制在燃点温度以下,燃烧就不能进行。 三、自燃 自燃包括本身自燃和受热自燃。某些物质在没有外来热源影响时,由于物质内部所产生的物理、化学及生物化学过程产生热量,这些热量在某些条件下会积聚起来,导致升温,又进一步加快上述过程的进行速度……,于是可燃物温度越来越高,当达到一定的温度时,就会发生燃烧,这就叫本身自燃。
由外来热源将可燃物加热,使其温度达到自燃温度,未与明火接触就发生燃烧,这叫受热自燃。本身自燃与受热自燃的区别在于热的**不同。常见自燃现象有:
堆积植物的自燃、煤的自燃、涂油物(油纸、油布)的自燃、化学物质及化学混合物的自燃等。在规定的试验条件下,可燃物质产生自燃的最低温度叫做自燃点。自燃点是判断、评价可燃物质火灾危险性的重要指标之一,自燃点越低,物质的火灾危险性越大。
四、** **可分为化学**、物理**和核**。化学**是指在极短的时间内,由于可燃物和**物品发生化学反应而引发的瞬间燃烧,同时生成在量热和气体,并以很大压力向四周扩散的现象。物理**是一种纯物理过程,如蒸汽锅炉**、轮胎**等,多数是由于物质受热、体积膨胀、压力剧增、超过容器耐压引起的。
**时没有燃烧,但有可能引发火灾,而化学**的火灾危险性要大得多。可燃气体(或蒸气、粉尘)与空气的混合物必须在一定的浓度范围内,遇火源才能发生**。这个遇火源发生**的可燃气体浓度范围,称为**浓度极限。
**浓度极限可用来评定可燃气体和可燃液体火灾危险性的大小,作为可燃气体分级和确定其火灾危险性类别的标准。 三、燃烧蔓延的原因 大多数火灾的发生,都是从可燃物的某一部分开始,然后蔓延扩大的。这是因为物质在燃烧时造就了一个危险的热传播过程,即燃烧——热效应——燃烧。
燃烧产生的热效应使燃烧点周围的可燃物受热发生分解、着火和自燃,如此往复,火热便迅速地向周围蔓延开去。热传播除了火焰直接接触外,还有三个途径:即热传导、热辐射和热对流。
一、热传导 热传导是指热量从物体的一部分传到另一部分的现象。所有的固体、气体、液体物质都有导热性能,但通常以固体为最强,而固体之间的差别又很大。一般来说金属的导热性强于非金属,大量金属无机物的导热性能又强于有机物质。
导热性能好的物质不利于控制火情,因为热量可通过导热物体向其他部分传导,导致与其接触的可燃物质**燃烧。因此,为了制止由于热传导而引起的火势蔓延,火场上应不断冷却被加热的金属构件,迅速疏散、清除或隔热材料隔离与被加热的金属构件相联(或附近)的可燃物。 二、热辐射 热辐射是指热量以辐射线(或电磁波)的形式向外传播的现象。
当可燃物燃烧形成火焰时,便大量地向周围传播热能,火势越猛,辐射热能越强。为了减弱受到的热辐射,可增加受辐射物体与辐射源的距离和夹角,或设置隔热屏障。例如,在建筑物间留出必要的防火间距,砌筑防火墙,设置固定水幕,种植阔叶树等。
在火场上,应用水、泡沫等冷却受到辐射热作用的物体表面,设法疏散、隔离和消除受辐射热威胁的可燃物。灭火人员的水枪阵地要选择适当角度,以减少受到热辐射的影响。 三、热对流 热对流是指通过流动介质将热量从空间的一处传到另一处的现象。
它是影响早期火灾发展的最主要因素。根据流动介质的不同可分为气体对流和液体对流。液体对流可造成容器内整个液体温度升高,蒸发加快,压力增大,以至使容器爆裂,或蒸气逸出遇着火源而燃烧,使火势蔓延。
气体对流则能够加热可燃物达到燃烧程序,使火势扩大。而被加热的气体在上升和扩散的同时,一方面引导周围空气流入燃烧区,使燃烧更为猛烈,另一方面还会引导燃烧蔓延方向发生变化,增大扑救难度,因此,在扑救火灾时为了消除和降低气体对流,应设法堵塞能够引起气体对流的孔洞,把烟雾导向没有可燃物或危险性较小的地方,用喷雾水冷却和降低气流的温度。
2楼:徐州吉安矿业科技
井下煤炭自然发火是煤矿生产的主要灾害之一,轻则烧毁煤炭资源、重则造**员**。多年来,由于井下特殊的开采环境,使得人们难以预知井下煤炭什么时间可能自然发火,难以实行有效的预防和控制火灾的措施,致使火灾事故屡见不鲜,给煤矿的安全生产造成了巨大损失。
煤自然发火早期征兆
(1)温度升高。通常表现为:煤壁温度升高、自燃区域的出水温度升高和回风流温度升高,这是由于煤氧化自燃进入自热阶段放热所致;
(2)湿度增加。通常表现为煤壁“出汗”、支架上出现水珠等,这是因为煤在自燃氧化过程中生成和蒸发出一些水分,遇温度较低的空气或介质重新凝结形成水珠或雾气;出现煤焦油味。火源中心点的水分蒸发殆尽后,由于供氧不足而进入干馏阶段,释放出具有煤焦油味的气体所致;
(3)人体感到不适或出现某些病理现象。自然发火过程中释放出大量的co、so2、h2s等有害气体,人们吸入后往往感到头痛、疲乏、昏昏欲睡、四肢无力等病理现象;
(4)出现烟雾或明火。自然发火发展到一定程度时,会出现烟雾或明火,此时处理措施一定要谨慎、得当,以免引燃引爆瓦斯,造成非常严重的后果。
煤自燃防灭火措施
常用的防灭火材料有黄泥灌浆、惰性气体、凝胶、三相泡沫、阻化剂、普瑞特等材料,其中徐州吉安矿业科技****联合中国矿业大学研制的普瑞特防灭火材料,很好的融合了黄泥灌浆、惰性气体、凝胶、阻化剂、三相泡沫等各项防灭火材料的优点,又避免了上述各项材料的多数缺点。
普瑞特技术特点:
(1)集凝胶、黄泥灌浆、两相或三相泡沫、惰性气体和阻化剂的防灭火优点于一体,能把泡沫中的水固结在凝胶体内,避免了黄泥灌浆和其它泡沫大量水流失或者溃浆的缺点;
(2)在采空区具有良好的扩散性能,生成的普瑞特以泡沫为载体能够对采空区或煤田火区的高、中、低位火源进行大范围、全方位的覆盖,持久保持煤体湿润冷却,隔绝氧气,且添加剂中含有的阻化剂能长久对煤体阻化,彻底防治煤炭自燃;
(3)普瑞特被注入火区后,会在火区全方位覆盖一层凝胶层,并且凝胶层中95%以上都是水,具有长久的吸热降温作用,能够有效防止火区复燃;
(4)普瑞特以泡沫为载体,在防灭火区域内能向高处堆积,所到之处普瑞特都能有效覆盖并黏附浮煤裂隙,具有良好的封堵漏风通道的性能;
(5)泡沫中的氮气缓慢释放,避免单独注氮时氮气容易流失的缺点,持久保持火区惰化。
结语
一旦发现自然发火征兆,必须停止作业,立即采取有效措施处理。在发火征兆不能得到有效控制时,必须撤出人员,封闭危险区域。进行封闭施工作业时,其他区域所有人员必须全部撤出。
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