矿井防火和灭火.pdf

矿 火 和 灭 火 八防 一 、 矿 内火灾的概况 煤矿井下火灾 , 亦称矿内火灾 , 包括发 生在井下巷道内 、 炯室内以及老空区内的火 灾 , 也包括地面井口附近发火而能够波及到 井下 的火灾 。 根 据矿内火灾的起因可以分为 内因火 灾∀自然发火和外因火灾两种 。 内因火灾大多数发生在煤矿井下的采空 区 、 煤巷冒顶和被压出现裂缝的煤往内 。 这 是开采有 自然发火 倾向煤层的矿井最常见和 发生最多 的火灾 。 外因火灾 , 就是某种外在高温热源引起 的火灾 。 煤矿井下使用明火∀明火矿灯 、 电 焊气焊 、 火炉电炉等 、 电气设备机械设备 安装错误和运转不良 、沼气爆炸、放炮等等, 都可能引起外因火灾 。 这种火灾一般发展得 都比较突然 。 虽然外囚火灾与 自燃火灾相比 发生次数少一些 , 但是 实践证明 , 它使矿井蒙 受的损失和引起的死亡事故却要严重得多 。 矿内火灾是矿井 主要灾害之一 , 它对井 下工作人员的安 全有巨大威胁 , 比地面火灾 历害得多 。 这主要是发火时会发生一些火灾 伴生现象 , 如涌出大量有毒 、 有害气体 , 风 流逆转使火烟无 法控制流动 , 引起沼气或火 灾瓦斯爆炸等等 , 而使人员中毒死亡 。 这 种事故在世界采煤史上 , 不管是高招 气矿井还是低沼气矿井 、 甚至于非沼气矿井 都 毫无例外地发生过 。就是近十几年来, 在矿 井消防火技术不断提高和完善 的情况下 , 也 未完全杜绝 。 几个主要产煤国家都相继发生 过重大火灾事故 。 我国也曾发生过多起重大 火灾事故 。 但是 , 这种状态业不是不可治服 的 , 只要 我们能遵循客观规津办事 , 组织生 产建设 , 加 强管理很快即会取得主动权 。 正是 如此 , 各个 国家都毫不例外地把矿井灭火和防火作为安 全规程的一个重买内容 , 列出有关规定 , 立下 电缆的接线咀内役有金属垫圈应列为失爆 。 四 、 备用接线咀内的挡板厚度间题 , 完 好标准规定为∃廷米钢板制做 , 检查电气设 备失爆只能按 ∃ 毫米为标准 。 如果再有 , 毫米 、 毫米 的标准 , 容易造成混乱 。我们 的 愈见按防爆腔的容积大小规定挡板 的厚度 。 瓦 密封圈内径和电缆外径的间隙 , 完 好标准规定毫米是比较合适的 。如果放宽 到 ∋ 毫米, 在防爆设备检查时 , 用拆除压板法 位查增加了检查的复杂性 , 同时 ∋ 毫米 间 隙每侧有。 ∋ 毫米 , 电缆在胶圈内如压不均 匀 , 就可能造成一侧间隙超限 。 六 、 电组护套拖出密封圈应列 为失爆 , 如电缆护套没有拖出密封圈 , 但在密封圈内 的长度不符合电缆直径的 。 ∋ 倍者, 也应 列 为失爆 。 七 、 静止隔爆面盖板上的固定 用螺栓或 高压防爆装置电缆进线装置上 的螺徐 , 如呆 缺少弹簧垫 ,但螺栓不松动不能算失爆, 可不 算完好 。 如采有一个螺栓松动∀或弹簧垫压 不 平或块少一个以上辍栓 , 都应列为朱爆 。 八 , 如检查发现以上 失爆情况必须立即 处理 , 处理完好后 , 仍应 计算失爆率 。 否则在 同一抢查期内就无法比较各单 位防爆电气设 备的管理状况 。 九 、 其他条文同意放振辉 同志的意见 。 ∋ 令了引 章法 , 促使矿井按章作业 , 防范火灾子未然 。 二 、 矿井外因火灾的预防 和矿井防 灭火设施的规定 「 这是规程第∀ ∀ 条∃ 条所申明的 内容 , 分为三个方面 ∋ ∀矿井在防火方面所 必须制订的措施 、 制度和对矿 井设计方面的 基本要求 ,矿井为防火所必须建立的基本 设 施以 井下 可燃物和明火作业的管理等。 ∀ 、 ∀ ∗ 、 ∀和∀,条是设计矿井时应 遵守的规定 。 ∀昭条规定, 木料 场 、 歼石山 、 炉 灰场 距进风井不得小于− 米,木料场距歼石 山不 得小于的米 。 歼石山和炉灰场不得设在进 风 井的主导风向的上风侧 , 不 得设在表土∀ 米 以内有煤层的地面上 , 也不得设在采空区上 方有漏风或塌陷的范围内 。 这是因为井口及其附属设施在建筑防火 规定上都属于四级管理结构 , 其防火何距为 。米 。此外, 国家规定易燃材料与木材的露天 或半露天堆场的防火间距储料多时应为∗ 米 , 有明火或能散发 火花时还应增加 ./ 。 这样 , 木料场距 任何设施的距离都不能少于 . 。米‘ 而歼石山是一个有潜伏发火危险的场 所 , 还有发生爆炸的危险 , 木料 场距它. 米 的规定是最小距离 。 歼石山一般按高度规定 它的保护带 , 如 ∀∃∗ 米高的为. 米 0 这样加 上井口的防火间距的规定 、研石山、 木料场距 进风井的距离就应当是−。米以上了 , 规定− 米 , 安全系数还是不大的 , 也是切合实际的 。 至于不得设于∀ 。米以内有煤层的表土上更应 说明是 符合实际愉况的 。 ∀ 条规定井口房和扇风机房附近 米 内不得有明火 , 这主要是从 防止可燃气体爆 炸 出发的规定 , 也 是实践 的总结 。 ∀时条要求 “永久井架和井口房或 以井 口房为中心的联合建筑都必须用不燎性材料 构筑和∀ ,条要求井筒 、平 塌 、 各水 平的井底 车场的连接处 ”⋯, 主要巷道及皮带运 输机 头前后两端各‘米范围内都必须用不徽性材 料支护 ”。 这主要是因为这些地点都属于矿 井的要害部位 , 一旦发火影 响严重 , 而这些 地点娜攀往是容易发火的地点 。 在这些地点 采用不燃性支架 , 一是减少发火的可能 , 二 是一旦发火也易于控制 。 ∀ 、 ∀. 、 和 ∀条是关于井上下消 防火和消防设施设置的规定 。 一般情况下 , 消防材料库每水平一处 , 灭火器平巷每∗ 米 ∃个 , 斜巷 每∀ 米 ∃个 , 桐室和机头每处∀∃ 七 消防 水池每水平一处 , 地面水池要不少于 米 0 的容量 , 这是实践经验的总结 , 是国家消防 条例的规定 。 ∀ .条是关于防火门布置 的 规定 。 我们 必须充分认识防火门的作用 。 就是要防止井 口附近一旦发火避免烟火进入井内而设的 , 同时 , 它 也是为井下发生火灾 时保证通风系 统稳定的有力手段 , 国内外的实践已证明了 这一点 。这种 防火 门业不是什么特殊的结构 , 和普通风门差不多 , 各矿是很容易做到的 、 规程1在∀ −条和∀ 条中还对井下使 用明火作业 和可燃物的管理作了规定 。 因为 明火一向是井下发火的主要导火线之一 , 占 外因火灾的.∃ , / , 因这种原因着火的实 例也很多的 。 至于说使 用火 焰灯引起沼气爆 炸的例子那就更多了 。 这都说明执行幼吕条 和∀ 条的规定是多么迫切和需哭 。 至于∀ −条中规定的在有煤岩与沼气 突出危险的矿井中 , 进行有计划 被 批 准的 电 、 火焊时必须停止在突出危险区域 内的一 切工作 。 这一规定是必须执行的 。 因为在井 下进行明火作业尽管有措施也不能是随意的 和随时的 , 而要有时间 的选择 。 如不能选择 时间则必须停止突出区的工作 。 因 为尚不能 预见什么时闻 突出 。 另外采 掘工作面也不能 进行烧焊 , 国外也是这样的规定 。 三 、 井下煤炭自然发火的预防 我国有∗ ,/的矿并并某有自燃倾向的煤 层 , 也 就是说 , 差不多有一半矿井处子这种 灾害威胁之下 , 因此 , 如何 防止自然发火和 搞好自燃煤层的开采是非常重要的 。 咬规 程1第 ∃ ∀ 条就是针对判 别煤的 自触 属性和如何搞好 自燃煤层的开采而作出的规 定 。 规程在 条中作出了各矿必须采 取煤样送检煤层 自燃倾向性的规定 。 也就是 预测煤炭自燃的难易程 度 。 为合理地设计采 煤方法 、 选取采区规模和防火措施 , 恰当地 设计矿井风量分配 、 搞好风压调节和减少漏 风 , 煤炭的储 存和长途 运输提供依据 。 规程 ∃ ∀ ∀ 条对易燃煤层的开采 从设计 、 开采到管理作了具体规定 。 这是因 为煤层 的自然发火不完全决 定于煤炭的自燃 倾 向性 , 它与煤层的开拓方式 、 方法矿井 模型 、 采区的布置大小 、 方式 、 开采方 法 、 矿井通风方式和各通风区域的分 风方 式 , 以及是否采取了黄泥灌浆等防火措施有 着密切的关系 。 采用适当 的开采方 法 、 正确的开拓方 式 、 合理的矿并通风 、 进行黄泥灌浆 , 即使 煤层 自姗倾向性较大 , 也可以避免发生 自然 火灾 , 反之 , 不考虑这些因素的作用 , 白燃倾 向性小的煤层也会发生 自嫩火灾 。因此, 各个 矿井必需按照规程这一节的有关规定规划安 排易燃煤层的开采 。 开采自姗倾 向较大的煤层时 , 欲避免和 磺少 自然发火 , 首先要从矿井设计和采区设 计上以及开采方法 、 通风方式上为防火创造 条件 。 国内外开采 自姗煤层的实践证明 , 把 主要运物 、 回风巷道都送于岩石 中 , 然后采 用采区石 门和阶段暗井的开拓方式 , 这可以 避免或大大减少自然发火 , 凡是采用这种类 型的矿井百万吨发火率都大大下降 , 这种设 计思想已成为世界趋势 。 规程 ∗条 就 是根据这种经验作 出的规定 。 尽管初期 可能 投资大一些 , 但总起来还是合算的 。 幻舀条是关子回采方式和采 区采加的 规 定 。 这也是实践总结出的经验 。 后退式回采 方式可以减少漏风 , 能成涪地减少发火率 , 我国的犷井很多已采用 这种回采方式 , 应当 持坚下去 。 条是关于留保护煤往和隔离煤往的 规定 。 这是因为采空区和煤柱是 自然发火最 多的地点 , 据统计 , 开采有自燃倾向煤层的 矿井 , 采空区发火占 /左右 , 煤柱 发火 包括冒高 ∃∗ / , 老火 复燃∀.∃/ 。 采空区发火或老火复燃主要是不留脆离煤柱 漏风所致 , 煤往发火则因强度不 够被压碎 。要 防止采空 区发火或老火复燃 , 就 得留隔离煤 柱 , 根据 煤层发火期及 时封闭采空区 。 煤往 火则 用减小矿山压力和适当加大煤柱宽度来 预防 。 因此 , 开采有自嫩倾向煤层的矿井 , 应当遵照这两 条的规定做好煤往的 选留工 作 。 留多少 , 以不使煤柱被破坏为准 , 各犷 都有 白己的经验 , 但习惯上都留米宽 。 用 顶板陷落法开采易燃煤层时 , 黄泥灌 浆是个很有效的防火措施 。 我国煤矿 的实践 已证明 了这一点 , 因此 , 规程1 、 ,条 的规定 , 正是这种实线的总结和继续 。 开采 自嫩煤层的矿井必须把它作为一个生产工序 执行 , 凡是没有完成这一工序的 , 就不能认 为是按章作业 。 采用黄泥灌浆防火 , 一是要 作为制度 、 工序持之以恒 , 二是要讲技术 , 三是要保证 安全严规程 , − 条就是使这三者有机配合的 规定 ∋ ∀ 、 对巷道布里 、 服离煤柱尺寸 、 灌 浆系统 、 疏水系统 、 预筑防火墙的位置等 , 都必须在采区设计中明帕规定 。 、在每月交 排生产作业时 , 必须同时安排防火灌浆的地 点 、 时间 、 进度和数量, 、 对采区开采线 、 停采线 、 上下煤杜线内的采空 区 , 应用泥装 灌灌, 盛 、灌浆前应有琉水和防止崩浆透水 的 措施 。 这就是基本的技术原则和管理制度 。 条是保证黄泥灌装时安全生 产 的进 一步规定 , 日的是加强管理 , 防止跑浆事故 。 ‘幼叭 此外 , 对巷道高冒火灾也应使用包帮灌 浆的措施予以防上和预防 , 业搞好巷道的支 护 。 由上述可见 , 矿井自然发火的预防 , 技 术措施是可行的 , 管理制度是明确的 , 只要认 真执行规程 , 自然发火就会制止或减少 , 为 生产创造安全良好的条件 。 四 、 并下灭火和火区管 理 井下火灾能否扑灭 , 在很大程度上也决 定于灭火速度 。 快就能有成效 , 慢就 可能成 灾 。 因此 , 规程 ∀条就规定 “任 何人 发现井下火灾时 , 首先应立即采取 一 切 可 能的方法直接灭火 , 业迅速 报告矿井调度 室 。 ⋯ 声 , 这是非常必要的 。 井下灭火除了灭火手段 的作用外 , 计划 性如何也起着关健 性作用 , 因此 , ∀ 条又规 定 ,要 求制订救灾计划 , 为的是使矿井发现 灾 情立即能够按计划有步骤 、 秩序井然地进行 灭火救灾 。 矿内火灾不能用直接灭火法扑灭时 , 一 般都是用防火墙把它封闭起来 , 这种区城就 叫火区 。它 存在于井下 , 不仅对开拓准备和生 产接续有影响 , 而且是矿井安全一个潜 在威 胁 , 会发生复嫩或落入新采区中的事故 。 这 种现象在自然发火严重的矿井尤 为突出 , 如 抚顺矿区老火复傲可占∀ . 0 −/ , 数字是 十分 惊人的 , 不能对它掉以轻心 。 规 程∀ ∃ 。条的规定就是针对这种严重性作出的 。 以,条是关于防火墙管理的规定 , 所以必 须这祥作 , 一是使无关人员不得进入防火墙 处引起事故,二是要坚持 侧定火区空气成份 和空气压差 , 为判断火灭是否熄 灭 、是否 可以 注销提供 依据 。除 此而外,还应当注意把防火 堵建在没有裂隙的岩体内 , 用不然材料构筑 。 建立 防火墙时顶底板和两帮都要掏槽 , 留有 观侧孔 地点应选择在易于通风 、运料的地方, 离新鲜风流不超过∀ 米 , 不小于.米 的地方 。 如何判 断火 区内火灾的状态2 至今的科学研究确定 , 主要是根据火区 内气体成份的变化来判断 。 如果火区内气体 中的一筑化碳 、 氮都绝迹 , 载气低于 , 3/ , 气温至少低于 ℃ , 出水温度低于 .℃ , 而 且这一状态在一个相当长的时期内稳定 , 如 ∀∃ 个星期, 为了保险起见一般都规定为 一个月 , 这 样就可以认为火灾已经熄灭 , 可 以注销或启 封恢复生产 。 注销或启封火区 , 必须制订有关措施0 报请有关机关批准后方可执行 。心 规程 ∀ −条 及∀条是关于启封火区防止复燃的基 本措 施和规定 。 但应当注意的是 , 启封火区和恢 复生 产时必须对着火火源进行处理 , 如挖除 和大量洒水降温等 0 不这净人行生主会使灭 火效果报废 。 条规定的主 要 内 容 , 在已熄灭注 销的火区及其下部小阶段或下部邻近煤层可 以开采 , 但必须有专门措施 。 这是因为 , 火 薄隐乳火区易于复燃 , 因此必须制订措施 以防万一 。 在同一煤层 , 同一水平的火区附近可以 回采 , 但必须留有足够宽度的隔离煤往如 ∃∗米宽, 加强防火墙的观察 , 编制专门 设计 , 由总工程师批准执行 。但这只限于同一 煤层同一水平布置的工作面 , 也就是隔离煤 柱 是沿倾斜留的 , 火区不 存在滑落 的危险 。 在火区的同一煤层的下部小阶段或下部 水 平的开采 , 是分两种情况分别规定的 。 佣 角在 .度以下者 , 在火区下部 留有足够商度 的煤往 , 能有效地 隔离火区 , 回采后对火区 也役有影 响 , 也不影响火区的灭火 工作 , 对 安 全确无威胁 , 制订专门设讨由矿 务局总工 程师批准 , 方可回采 , 煤层倾角在 . 度以上时 则只有把火区扑灭注销之后才能回采 , 否则 不得布置回采工作 。为什么 以 . 度为线 , 这主 要是为了保证在开采 过程中 , 防止防火煤往 被破坏 , 以免扩大火区和造成爆炸事故 , 另 外从发火统计资料 来分 析 , 倾角在 .度以上 下转 页 表明 , 这一压力通 常在 ∃ ∀ 公斤 力 厘 米 “之 间 。 例如 , 全苏矿山测量研究院和马 克耶夫研究院用经 验法也得出了大致相 同的 数涟 , 这也 再次证明尖们所选定的在开采下 解放层和上解放层时岩层瓦斯排放过程的模 型是正确的 。 4 恤 浮 ,军 官尽 鑫 召 、 凳 渭忿尝 留 压力和瓦斯体积 , 甚至在一定条件卞〔文献 的 瓦斯体积要起第一位的作用 。 显然 , 随 着瓦斯压力的降低 , 煤中瓦斯解吸量增加 。 当 形成透过式瓦斯通导裂隙体系时 相当于第 一带和第二 带 , 煤中涌出的 沼气会 沿着裂隙 涌入解放层的巷道 , 而游离瓦斯量不会增加 。 当沼气向突 出危 险煤层的围岩转移而使瓦斯 压力降低时 , 亦即当煤层和围岩中的裂隙未 形成连通解放层巷道的透过式瓦斯通导裂 隙 体系时相当于第三带 , 游离瓦斯数量将显 著增加 。 这类条件下 , 形成突出的或然性 加 大 , 因为随着气态瓦斯量的增加 , 瓦斯 内能 也提高 。 由此可见 , 作为按瓦斯因素的突出危险 标准 , 可取当层间岩层 中有透 过式瓦斯通 导裂隙时的最大瓦斯余 压 , 也就是位在第二 和第三带交界处的5“ 。06。 在各个具体条件 下 , 按上列公式很 容易算出5 7 位 0 6值。 计算 丫 寥 8 一湘叭 矛 一 纵龋 图 下层先采和上层先采时 急倾 斜煤层中瓦斯余压与距 开采 层距离的关系曲线 〔安志堆译 自有益矿物开采的物 理技术间题∀明 , 凡 , 了∗∃− 俄文王佑安校〕 州卜闷卜呻川扣 ,扣月卜州卜诵0 闷 0 叫 卜叫卜 闷 口闷0叫卜‘扣0 扣峭”扣 旧扣 农 袭 习免漾 弓 尝 盈 图 下层先采和上层先采的缓斜 煤层的瓦斯余压与距开采煤 层距离的关系曲线 计井曲雌∋9 9 一 实脸曲线 上接∗页 的百万吨发火率比.度以下要 高几倍 , 如前 者 为 0 ∀.∃ , ∀.,. , 则后者为 0 遵一∀ 0 −。 发火率高的一个主要原因是火源下移所致 , 留有煤住一般的宽度也很难保存 。 因此 , 只 能作出巧度以上的煤层火未熄灭注悄不得开 采的规定 , 否则要造成不良后果 。 安供