礦井防滅火的安全技術(shù)管理

一、礦井火災(zāi)的危害

礦井火災(zāi)是煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一。

礦井火災(zāi)的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)造成人員傷亡。礦井火災(zāi)所產(chǎn)生的高溫氣體、輻射熱直接燒傷造成人員傷亡同時,礦井發(fā)生火災(zāi)時往往產(chǎn)生大量有毒有害氣體,尤其一氧化碳,它在濃度很低時就具有毒性,據(jù)統(tǒng)計(jì),在礦井火災(zāi)事故中,遇難人員90%以上是一氧化碳中毒死亡,這也是礦井火災(zāi)造成重特大惡性事故的主要原因。

(2)引起瓦斯、煤塵爆炸。尤其在高瓦斯和具有煤塵爆炸危險的礦井中,井下一旦發(fā)生火災(zāi),則有了高溫引爆火源,如果遇有瓦斯積聚或煤塵飛揚(yáng)與堆積,就會發(fā)生爆炸事故。

(3)造成經(jīng)濟(jì)損失。礦井火災(zāi)造成經(jīng)濟(jì)的損失,一是直接損失,如在礦井火災(zāi)過程中直接燒毀的物質(zhì)、器材、設(shè)施、設(shè)備,導(dǎo)致停產(chǎn)成減產(chǎn)二是間接損失如因封閉火區(qū)凍結(jié)大量可采煤量,以及遇難人員喪葬費(fèi)、家屬撫恤金、傷殘人員醫(yī)療費(fèi)等。

二、礦井火災(zāi)的預(yù)防

發(fā)生在地面或礦內(nèi)的火災(zāi),按其發(fā)生的原因,分為外因火災(zāi)和內(nèi)因火災(zāi)。

()外因火災(zāi)的預(yù)防

外因火災(zāi),就是某種外在高溫?zé)嵩匆鹂扇嘉镏鸬幕馂?zāi)礦井井下如使用明火照明、電焊、氣焊、火爐、電爐等,煤礦的瓦斯爆炸、爆破違犯規(guī)程、電氣設(shè)備安裝犯錯誤和運(yùn)轉(zhuǎn)不良,如電動機(jī)、電煤鉆損壞或過負(fù)荷、變壓器油著火、電纜的“雞爪于”、“羊尾巴”、明接頭、明刀閘開關(guān)等,都可引起外因火災(zāi)。這種火災(zāi)的發(fā)生一般都比較突然預(yù)防外因火災(zāi)關(guān)鍵是嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定及外因火災(zāi)初起征兆的及時發(fā)現(xiàn),井制止其發(fā)展。

(1)選用不燃性材料?！睹旱V安全規(guī)程》第二百一十七條明確規(guī)定:新建礦井的永久井架和井口房、以并口為中心的聯(lián)合建筑,必須用不燃性材料建筑。”《煤礦安全規(guī)程》第二百二十條明確要求:“井筒、平硐與各水平的連接處及井底車場,主要絞車道與主要運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷的連接處,并下機(jī)電設(shè)備室,主要巷道內(nèi)帶式輸送機(jī)機(jī)頭前后兩端各20m范圍內(nèi),都必須用不燃性材料支護(hù)。”

(2)嚴(yán)禁明火取暖、施工?！睹旱V安全規(guī)程》二百二十條嚴(yán)格要求:“井口房和通風(fēng)機(jī)房附近20m內(nèi),不得有煙火成用火爐取暖。”《煤礦安全規(guī)程》第二百二十二條明確指出:“井下嚴(yán)禁使用燈泡取暖和使用電爐?！绷硗庠诖藯l中對井下從事電焊、氣焊和噴燈焊接等工作還作出了一系列的安全規(guī)定

(3)嚴(yán)控堆放易燃物品?！睹旱V安全規(guī)程》二百二十四條規(guī)定:“井下使用的汽油、煤油和變壓器油必須裝入蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi),由專人押運(yùn)送至使用地點(diǎn)。剩余的汽油、煤油和變壓器油必須運(yùn)回地面,嚴(yán)禁在井下存放井下使用的潤滑油、棉紗、布頭和紙等,必須存放在蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi)。用過的棉紗、布頭和紙,也必須放在蓋嚴(yán)的鐵桶內(nèi),并由專人定期送到地面處理,不得亂放亂扔。嚴(yán)禁將剩油、廢油潑灑在井巷或硐室內(nèi)?！?/p>

除此以外,在《煤礦安全規(guī)程》的其他章節(jié),從防止外因火災(zāi)出發(fā)也作了一些規(guī)定。如:

總則”部分第十條中明確規(guī)定:“井人員嚴(yán)禁攜帶煙草和點(diǎn)火物品,嚴(yán)禁穿化纖衣服。”“開”、“通風(fēng)和瓦斯、粉塵防治”、“煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出防治”、“爆炸材料和井下爆破”、“運(yùn)輸、提升和空氣壓縮機(jī)”、“電氣”等章中都列有防止外因火災(zāi)的有關(guān)規(guī)定。

(4)設(shè)置消防材料庫。《煤礦安全規(guī)程》第二百二十五條要求:“井上下必須設(shè)置消防材料庫”并要求:井上消防材料庫應(yīng)設(shè)在井口附近,并有軌道直達(dá)井口,但不得設(shè)在井口房內(nèi);而井下消防材料庫應(yīng)設(shè)在每一個生產(chǎn)水平的井底車場或主要運(yùn)輸大巷中;同時,保證消防材料庫儲存足夠品種和數(shù)量的材料、工具;定期檢查、更換,及時補(bǔ)齊因處理事放所消耗的材料和損壞的工具。

(5)設(shè)置消防水池及消防水管路系統(tǒng)。用水滅火是一種比較方便、經(jīng)濟(jì)而且有效的方法因此,《煤礦安全規(guī)程》第二百一十八條規(guī)定:“礦井必須設(shè)地面消防水池和井下消防管路系統(tǒng)。井下消防管路系統(tǒng)應(yīng)每隔100m設(shè)置支管和閥門,但在帶式輸送機(jī)的巷道中,應(yīng)每隔50m設(shè)置支管和閥門。地面消防水池必須經(jīng)常保持不少于200m3的水量。如果消防用水同生產(chǎn)、生活用水共用同一水油,應(yīng)有確保消防用水的措施?！贝送?該條還規(guī)定:“開采下部水平的礦井,除地面消防水池外,可利用上部水平或生產(chǎn)水平的水倉作為消防水油?！?/p>

(6)設(shè)置滅火器存放點(diǎn)。井下一些特殊硐室和一些重要的地方,均為要害部門,消防工作尤為重要?！睹旱V安全規(guī)程》第二百二十六條規(guī)定:下爆炸材料庫、機(jī)電設(shè)備室、檢修硐室、材料庫、井底車場、使用帶式輸送機(jī)或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中,應(yīng)備有滅火器材。其數(shù)量、規(guī)格和存放地點(diǎn),在災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃中確定。面且,此條還規(guī)定:“井下工作人員必須熟悉火火器材的使用方法,井熟悉本職工作區(qū)域內(nèi)滅火器材的存放地點(diǎn)?！?/p>

(7)設(shè)置防火門。防止地面火災(zāi)傳人井下《煤礦安全規(guī)程》第二百一十九條規(guī)定:“進(jìn)風(fēng)井口應(yīng)裝設(shè)防火鐵門……,如果不設(shè)防火鐵門,必須有防止煙火進(jìn)入礦井的安全措施?！蓖瑫r,此條規(guī)程還規(guī)定:“防火鐵門必須嚴(yán)密并易于關(guān)閉,打開時不妨礙提升、運(yùn)輸和入員通行,井應(yīng)定期維修?！?/p>

對上述裝設(shè)的防火材料器材和設(shè)施,必須嚴(yán)格管理,保證需要時能發(fā)揮作用?！睹旱V安全規(guī)程》第二百二十七條規(guī)定:“每季度應(yīng)對井上、下消防管道系統(tǒng),防火門,消防材料庫和消防器材的設(shè)置情況進(jìn)行1次檢查,發(fā)現(xiàn)問題,及時解決。”

(二)內(nèi)因火災(zāi)的預(yù)防

內(nèi)因火災(zāi)(也叫自燃火災(zāi)),是煤炭、硫化礦或其他可燃物自身受到某些作用發(fā)生化學(xué)和物理變化面引起的火災(zāi)。這種火災(zāi)大都發(fā)生在以下地點(diǎn):

(1)煤礦和硫化礦主要發(fā)生在采空區(qū)、巷道和室兩側(cè)的礦柱和冒頂處;

(2)煤礦主要是巷道堆積的浮煤或局部冒頂、片幫處;

(3)一般金屬礦主要發(fā)生在井筒、井底車場和硐室;

(4)煤礦的地面老窯、舊井連通處。

預(yù)防煤層自然發(fā)火的技術(shù)措施,可以滲透到煤礦生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),歸納起來,主要包括:

(1)正確選擇開拓、開采方法。開采有自燃危險的煤層(特別是厚煤層)時,不正確的開拓、開采方法可以引起大量的煤炭自燃火災(zāi),嚴(yán)重地影響煤炭生產(chǎn)的發(fā)展。

為防止煤自燃火災(zāi),對于開拓、開采的要求是煤層切割量小、回采率高、回采速度快、采空區(qū)易于隔絕。

①采用集中巖巷和減少采區(qū)的切割量。統(tǒng)計(jì)資料表明,有些礦井60%~70%的自燃火

災(zāi)發(fā)生在受壓破裂的煤柱或煤壁內(nèi)。因此應(yīng)盡可能采用集中巖巷布置采區(qū)內(nèi)盡量少開輔助性巷道?？傊?由于少留煤柱,少切割煤層和采空區(qū)易于封閉,自燃火災(zāi)的危險性就比較小。

②選擇合理的采煤方法,高落式、房柱式等老的采煤方法回采率很低,采空區(qū)遺留大量的碎煤,掘進(jìn)巷道多,漏風(fēng)大,難以隔絕。開采易于自燃的煤層時,選用這種采煤方法是十分危險的。

壁式采煤法回采率高,巷道布置比較簡單。驗(yàn)證明,薄煤層采用這種采煤方法,很少發(fā)生自然發(fā)火。

回采中厚煤層和厚煤層采用傾斜分層和水平分層人工假頂采煤法,輔以預(yù)防性黃泥灌漿,是能夠做到防止自燃的。

水力采煤效率高,速度快,采完一個采區(qū)后能及時隔絕封閉,有利于防止自燃。

頂板管理方法對煤柱、煤壁的完整性和采空區(qū)的漏風(fēng)量有很大影響合理的技術(shù)措施定要和良好的組織管理工作相結(jié)合,才能收到預(yù)期的效果。

③對有自然發(fā)火傾向的煤層,應(yīng)采用由上而下的開采順序,后退式回采,采用前進(jìn)式回采方式,必須有防滅火專門設(shè)計(jì)和安全技術(shù)措施采用回采率高回采速度快、采空區(qū)易封閉的采煤方法,既可以提高煤炭產(chǎn)量,又可以在空間上和時間上減少煤炭的氧化作用。

(2)防止漏風(fēng)。礦井通風(fēng)網(wǎng)路中漏風(fēng)的數(shù)量與方向往往是煤炭自燃發(fā)展過程轉(zhuǎn)化的決定性因素同一自燃煤層中不同分層的工作面之間必須保持足夠的超前距離,以免采空區(qū)之間漏風(fēng)。防火對于通風(fēng)的要求是:風(fēng)流穩(wěn)定漏風(fēng)量小和退風(fēng)網(wǎng)路中的有關(guān)區(qū)段易于隔絕。

(3)預(yù)防性灌漿。解放以來我國煤礦廣泛采用的預(yù)防自燃火災(zāi)的措施是預(yù)防性灌漿,也就是將黃土、沙子,水等按一定比例配合制成泥漿,利用高度差或泥漿泵送到采空區(qū)等可能發(fā)生自燃火災(zāi)的地點(diǎn)。

(4)注灑阻化劑防火。它是采用一種或幾種化學(xué)物質(zhì)的溶液或乳油液灌注到采空區(qū)、煤柱裂隙等易于自燃的地點(diǎn),降低煤的氧化能力阻止煤的氧化進(jìn)程這種方法對缺土缺水礦區(qū)的防滅火有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

(5)采空區(qū)注氮滅火抑制自燃。向發(fā)火區(qū)或發(fā)火危險區(qū)注液氮或氣氮情化該區(qū)域內(nèi)的空氣,使氧濃度明顯降低,抑制自燃。

(6)實(shí)行均壓措施防止自燃。即通過調(diào)壓方法使易發(fā)火區(qū)域的兩側(cè)風(fēng)壓趨近于零或減少到最低限度,以減弱向發(fā)火危險區(qū)漏風(fēng)供氧條件均壓防滅火方法是所有措施中最為經(jīng)濟(jì)的。

(7)及時封閉可能發(fā)火的區(qū)域。當(dāng)采煤工作面采至停采線或工作面遇斷層等,工作面搬家后對采空區(qū)的進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷要及時封閉,斷絕供氧條件。對已報廢或暫時不用的、與其他巷道有漏風(fēng)聯(lián)系的巷道,也應(yīng)及時進(jìn)行封閉。

三、礦井滅火的措施

()《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)井下直接滅火的規(guī)定

《煤礦安全規(guī)程》第二百四十四條規(guī)定:“任何人發(fā)現(xiàn)井下火災(zāi)時,應(yīng)視火災(zāi)性質(zhì)災(zāi)區(qū)通風(fēng)和瓦斯情況,立即采取一切可能的方法直接滅火,控制火勢,并迅速報告礦調(diào)度室。”在現(xiàn)場的區(qū)(隊(duì))班(組)長應(yīng)依照礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃的規(guī)定,將所有可能受火災(zāi)威脅地區(qū)(火災(zāi)瓦斯流經(jīng)的地區(qū)、由于火風(fēng)壓造成火災(zāi)瓦斯逆流的地區(qū)以及可能發(fā)生爆炸的地區(qū)等)的人員撤離危險區(qū)域,并組織人員利用現(xiàn)場的一切工具和器材進(jìn)行滅火。電氣設(shè)備著火時,應(yīng)首先切斷電源。在電源切斷前,只準(zhǔn)使用不導(dǎo)電的滅火器材進(jìn)行滅火?！暗V調(diào)度室在接到井下火災(zāi)報告后,應(yīng)立即按災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃通知有關(guān)人員組織搶救災(zāi)區(qū)人員和實(shí)施滅火工作。

在搶救人員和滅火工作時,必須指定專人檢查瓦斯、一氧化碳、煤塵其他有害氣體和風(fēng)流的變化,還必須采取防止瓦斯、煤塵爆炸和人員中毒的安全措施。

(二)井下直接滅火時的安全技術(shù)措施

(1)用水滅火時應(yīng)先滅外圍后滅火源,水量不足時禁止向高溫火源直接用水滅火用水滅火時應(yīng)注意防止發(fā)生水煤氣爆炸。

(2)采用直接挖除火源方法滅火時,必須符合以下條件:

①火源范圍小,且能直接達(dá)到火源

②可燃物溫度降至70c以下,且無復(fù)燃或引燃其他物質(zhì)的危險;

③無瓦斯或火災(zāi)氣體爆炸危險;

④風(fēng)流穩(wěn)定,無一氧化碳等中毒危險;

⑤需要放炮處理時,炮眼內(nèi)溫度不超過40c

⑥挖出的熾燃物有條件時應(yīng)用水澆滅,混以惰性物質(zhì)(巖粉、砂土)保證運(yùn)輸過程無復(fù)燃危險。

(3)直接滅火時應(yīng)采取保證井下風(fēng)流方向穩(wěn)定的措施穩(wěn)定風(fēng)流的常用方法有:

①在火源的排風(fēng)側(cè)設(shè)水幕(特別是傾斜巷道內(nèi)必須設(shè)水幕)以降低火煙溫度和避免形成火風(fēng)壓,水幕長度一般不小于10m;

②在低瓦斯礦井中,在火源進(jìn)風(fēng)側(cè)張掛風(fēng)障、建筑穩(wěn)流防火墻、關(guān)閉防火門,以減少火災(zāi)煙氣發(fā)生量;

③保證主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)工況穩(wěn)定

④火源如在角聯(lián)巷道中,應(yīng)設(shè)法改變其鄰近巷道的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使火災(zāi)巷道變?yōu)椴⒙?lián)巷道;

⑤保證火源回風(fēng)流通暢。

(4)及時向火火救災(zāi)指揮部匯報現(xiàn)場滅火救災(zāi)情況;根據(jù)火情發(fā)展變化,獨(dú)立采取應(yīng)急措施時,應(yīng)向總指揮報告。

(5)當(dāng)井下火災(zāi)無法直接滅火或直接滅火無效時,必須采取封閉措施,隔絕火區(qū)。

(三)封閉火區(qū)

封閉火區(qū),就是把人風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)所有通向火區(qū)的巷道予以封閉隔離火區(qū)。

在確保安全的前提下,應(yīng)盡量縮小封閉范圍火區(qū)范圍越小封閉得越嚴(yán)密維持燃燒的氧越少,火熄滅的就越快,就能為封閉后進(jìn)一步采取滅火措施創(chuàng)造有利條件。

封閉時應(yīng)采取在火源的“進(jìn)、回風(fēng)側(cè)同時封閉”措施;不具備同時封閉的條件時,可以采用“先進(jìn)后回”的封閉順序,一般不得采用“回后進(jìn)”的封閉順序在封閉有火災(zāi)氣體和瓦斯爆炸危險的火區(qū)時,必須采取設(shè)防爆墻的保護(hù)措施,在封閉過程中,設(shè)專人每隔10min檢查一次進(jìn)、回風(fēng)流中的瓦斯、一氧化碳、二氧化碳和氧的含量,判別其爆炸危險性,并根據(jù)具體情況采取風(fēng)量調(diào)節(jié)和充注惰性氣體的措施,火災(zāi)氣體失去爆炸性;無有效防爆措施時,必須將全部人員撤至安全地帶。

封閉隔絕火區(qū)后的滅火可采取充填和灌漿滅火方法、充惰性氣體的滅火方法、阻化劑防火方法和均壓滅火方法。

四、火區(qū)的啟封

井下火災(zāi)無法直接撲滅而予以封閉的區(qū)域,稱為火區(qū)。

(一)火區(qū)啟封

火區(qū)啟封之前,必須進(jìn)行連續(xù)取樣分析,在符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的以下條件后才能認(rèn)為火區(qū)已熄滅。

(1)火區(qū)內(nèi)的空氣溫度下降到30c以下,或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日?？諝鉁囟认嗤?

(2)火區(qū)內(nèi)的空氣中的氧氣濃度降到5.0%以下;

(3)火區(qū)內(nèi)空氣中不含有一氧化碳或封閉期間內(nèi)一氧化碳濃度逐漸下降,井穩(wěn)定在0.001%以下;

(4)火區(qū)的出水溫度低于25c,或與火區(qū)發(fā)生前該區(qū)的日常出水溫度相同;

(5)上述四項(xiàng)指標(biāo)持續(xù)穩(wěn)定的時間在1個月以上。

(二)火區(qū)注銷報告

由礦長或礦總工程師組織有關(guān)部門鑒定確認(rèn)火區(qū)已經(jīng)熄滅后應(yīng)提出火區(qū)注銷報告,井報局總工程師批準(zhǔn)?；饏^(qū)注銷報告應(yīng)包括以下內(nèi)容:

(1)火區(qū)基本情況;

(2)火區(qū)總結(jié)(包括滅火過程、滅火費(fèi)用和滅火效果等);

(3)火區(qū)注銷依據(jù)與鑒定結(jié)果;

(4)附圖

(三)啟封已注銷的火區(qū)

啟封已注銷的火區(qū)必須編制啟封計(jì)劃和安全措施并報局總工程師批準(zhǔn)啟封計(jì)劃和安全措施應(yīng)包括以下內(nèi)容:

(1)火區(qū)基本情況與滅火、注銷情況;

(2)火區(qū)偵察順序及防火墻啟封順序;

(3)啟封時防止入員中毒、防止火區(qū)復(fù)燃和防止爆炸的通風(fēng)安全措施;

(4)附圖。

火區(qū)啟封必須由礦山救護(hù)隊(duì)進(jìn)行必須采用鎖風(fēng)方法啟封,發(fā)現(xiàn)有復(fù)燃現(xiàn)象時,必須立即停止啟封,重新封閉。

救護(hù)隊(duì)員進(jìn)人火區(qū)后應(yīng)仔細(xì)記載火區(qū)破壞情況和支護(hù)情況。

啟封后3d內(nèi)必須由礦山救護(hù)隊(duì)每班進(jìn)行檢查測定和取樣分析氣體成分確認(rèn)火區(qū)完全熄滅,通風(fēng)情況正常后才能轉(zhuǎn)人恢復(fù)生產(chǎn)工作。

(四)編寫啟封總結(jié)報告

火區(qū)啟封后應(yīng)進(jìn)行啟封總結(jié),編寫啟封報告,其內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容:

(1)啟封經(jīng)過;

(2)火區(qū)火源位置及發(fā)火原因分析;

(3)火區(qū)破壞情況及火災(zāi)后果分析;

(4)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。

(五)在火區(qū)相鄰區(qū)域進(jìn)行采掘工作時的規(guī)定

(1)在火區(qū)同一煤層、同一水平的相鄰區(qū)域進(jìn)行采掘工作時,必須留有足夠?qū)挾鹊拿褐?以隔離火區(qū),并編制專門設(shè)計(jì),報局總工程師批準(zhǔn)。

(2)火區(qū)同一煤層的下部小階段或下部水平,一般不得進(jìn)行回采。但當(dāng)煤層傾角小于35°,且在火區(qū)下部留有足夠高度的煤柱、能有效隔離火區(qū)時,必須編制專門設(shè)計(jì),并報局總工程師批準(zhǔn)后方可進(jìn)行回采。在火區(qū)下部小階段掘進(jìn)時,必須有防止冒透火區(qū)的安全措施。

(3)在火區(qū)下方的鄰近煤層中進(jìn)行回采時,必須在有保證回采后不影響火區(qū)滅火工作時和保證災(zāi)區(qū)對回采工作沒有威脅的措施,并編制專門設(shè)計(jì),報局總工程師批準(zhǔn)的情況下,方可進(jìn)行回采。

(六)老火區(qū)的管理

井田范圍內(nèi)遺留的老火區(qū)和小煤窯火區(qū)均應(yīng)予以封閉,按火區(qū)加以管理。