礦井火災(zāi)處理與控制

一、滅火原理 滅火是破壞燃燒三個(gè)條件同時(shí)存在和消除燃燒三個(gè)條件（之一、之二或全部）的過程。滅火的實(shí)質(zhì)就是把正在燃燒體系內(nèi)的物質(zhì)冷卻，將其溫度降低到燃點(diǎn)之下，使燃燒停止。 滅火原理，１）冷卻，把燃燒物質(zhì)的溫度降低到燃點(diǎn)以下。２）隔離和窒熄，使燃燒反應(yīng)體系與環(huán)境隔離，抑制參加反應(yīng)的物質(zhì)。３）稀釋，降低參加反應(yīng)物(液、氣體）的濃度。４）中斷鏈反應(yīng)。現(xiàn)代燃燒理論認(rèn)為，燃燒是反應(yīng)是由于可燃物分解成游離狀態(tài)的自由基與氧原子相結(jié)合，發(fā)生鏈反應(yīng)后才能形成的。因此，阻止鏈反應(yīng)發(fā)生或不使自由基與氧原子結(jié)合，就可以抑制燃燒，達(dá)到滅火目的。在實(shí)際滅火中，是以上幾種原理的綜合應(yīng)用。滅火就其方法而言，可分為直接滅火、隔離滅火和聯(lián)合滅火三大類。 二、直接滅火 采用滅火劑或挖出火源等方法把火直接撲滅，稱謂直接滅火法。 （一）常用滅火劑及其使用方法 可用于撲滅火源的物質(zhì)，稱為滅火劑。常用的滅火劑有水、泡沫、干粉、二氧化碳、四氯化碳、鹵代烷、惰氣、砂子和巖粉等。 １、水 水是不燃液體，是消防上常用的滅火劑之一。使用方法有水射流和水幕兩種形式。 2、泡沫 泡沫是一種體積小，表面被液體圍成的氣泡群。泡沫的比重?。ǎ洌?.1～0.2），且流動(dòng)性好，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離立體滅火，具有持久性和抗燃燒性，導(dǎo)熱性能低，粘著力大。泡沫復(fù)蓋在火源周圍，形成嚴(yán)密的復(fù)蓋層，并能保持一定時(shí)間，使燃燒區(qū)與空氣隔絕，具有窒息作用；復(fù)蓋層具有防輻射和熱量向外傳導(dǎo)作用；泡沫中的水份蒸發(fā)可以吸熱降溫，起到冷卻作用。泡沫滅火劑可分為化學(xué)滅火劑和空氣泡沫滅火劑兩類。 1)化學(xué)泡沫滅火劑 化學(xué)泡沫是由兩種化學(xué)泡沫粉與水混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的水溶液，經(jīng)發(fā)泡機(jī)后形成。化學(xué)泡沫滅火劑對(duì)撲滅石油和石油產(chǎn)品以及其它油類火災(zāi)十分有效。但不宜用于撲滅醇類、醚類和酮類等水溶液的火災(zāi)以及電器火災(zāi)?；瘜W(xué)泡沫滅火劑的性能好，但成本高。 2)高倍空氣泡沫 空氣泡沫可分為普通蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、抗溶性泡沫以及中倍泡沫和高倍泡沫多種。高倍泡沫（發(fā)泡倍數(shù)在５００～１００００之間）主要用于火源集中、泡沫易堆積場合的火災(zāi)，如井下巷道、采掘工作面、室內(nèi)侖庫和機(jī)場設(shè)施等處火災(zāi)。 3、干粉 干粉滅火的原理。干粉靠加壓氣體的壓力從噴咀內(nèi)噴出，形成一股霧狀氣流，射向燃燒物，接觸火焰和高溫后，受熱分解，吸熱并放出不燃?xì)怏w（NH₃和H₂O(g))，可以稀釋火區(qū)范圍內(nèi)的氧濃度；干粉及其熱解產(chǎn)物可抑止碳?xì)渥杂苫?，破壞燃燒鏈反?yīng)；細(xì)的粉沫在高溫作用下溶化、膠結(jié)，形成復(fù)蓋層具有良好的“熱帳”作用。 干粉滅火劑可以撲滅Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ類和電氣火災(zāi)，常見的滅火器有： (1)滅火手雷，將干粉滅火劑裝在成型的容器中， (2)噴粉滅火器 4、鹵代烴滅火劑 常用的鹵代烴滅火劑是用氟、氯、溴取代甲烷和乙烷中的氫而成，因此也叫鹵代烷滅火劑。其種類有二氟一氯一溴甲烷（ＣＦ₂ＣlＢｒ）、三氟一溴甲烷（ＣＦ₃Ｂｒ）等。為了讀寫方便，根據(jù)其原子數(shù)用４個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字作它的代號(hào)，例如，二氟一氯一溴甲烷可用１２１１代替，三氟一溴甲烷用１３０１代替，以此類推。 5、砂子和巖粉 砂子和巖粉在煤礦廣泛應(yīng)用于撲滅電氣火災(zāi)。在井下機(jī)電硐室、井上下變電所等地方設(shè)有防火砂或巖粉池。 （二）消除可燃物 直接滅火除了向火源噴射滅火劑以外，在有些條件下還可以清除可燃物，消除燃燒的物質(zhì)基礎(chǔ)。煤礦常用的是挖除火源。 （三）用凝膠處理高溫點(diǎn)和自燃火源 凝膠是由基料（硅酸鹽（水玻璃））+促凝劑（碳酸氫氨等鹽類）+水（90%左右）組成。其基料和促凝劑都具有阻化作用，加之含有大量水份，在一定的壓力下，注入到高溫點(diǎn)周圍的煤體中。在成膠前凝膠易于流動(dòng)，能夠滲透到煤體碎裂的內(nèi)部。既可起到阻止氧化作用，又可封堵漏風(fēng)（裂隙）通道，防止漏風(fēng)滲入；其內(nèi)固聚的大量水份，遇高溫受熱蒸發(fā)，還可以起到吸熱降溫作用。因此，用凝膠處理高溫點(diǎn)和自燃火源效果較好。 主體基料選擇液態(tài)水玻璃（俗稱泡花堿，化學(xué)分子式Na₂O·nSiO₂或Na₂SiO₃）。促凝劑是一種使水玻璃能快速生成Si(OH)₄膠體，可供選擇物質(zhì)有稀鹽酸、稀硫酸、氯化銨、碳酸氫銨、硫酸銨、硫酸鋁等。 凝膠的性能指標(biāo)及其影響因素主要有： 1）成膠時(shí)間，根據(jù)使用條件不同，要求不同的成膠時(shí)間。用于滅火和處理高溫點(diǎn)，成膠時(shí)間控制在噴出后30s～50s較好；用于堵漏防火，壓注碎裂煤體，要求有較強(qiáng)的滲透性，成膠時(shí)間控制在5～10min為宜。 2）熱穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性是指在較高溫度下維持其膠體狀態(tài)的性能。試驗(yàn)表明，基料中SiO₂濃度越高，其熱穩(wěn)定性越好，防滅火效果越好。 3）膠的強(qiáng)度，基料濃度及其中的SiO₂濃度是影響膠體強(qiáng)度的主要因素，其濃度越高強(qiáng)度越大。用于防火時(shí)，基料濃度在3%～6%較好；用于滅火濃度在6%～9%為宜。 （四）灌漿滅火 灌漿滅火是煤礦井下常用的一種滅火方法。灌漿滅火的方法因火源位置而異。常用的方法有:井下巷道（鉆窩）打鉆灌漿、在火區(qū)密閉墻上插管灌漿和地面鉆孔注漿三種。灌入火區(qū)的漿液可以淹沒部分空間，既可冷卻降溫，又可增加密閉的氣密性，實(shí)現(xiàn)隔絕—冷卻聯(lián)合滅火。 灌漿滅火的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷火源的位置。灌漿之前應(yīng)首先從鉆孔抽氣樣分析氣體成分和通過鉆孔測定溫度，以確定火源的大致范圍，然后通過鉆孔向火源頂部和周圍灌漿。 三、隔絕滅火 當(dāng)火源不能直接將火撲滅時(shí)，為了迅速控制火勢(shì)，使其熄滅，可在通往火源的所有巷道內(nèi)砌筑密閉墻，使火源與空氣隔絕?；饏^(qū)封閉后其內(nèi)惰性氣體(如CO₂和N₂等)的濃度逐漸增加，氧氣濃度逐漸下降，燃燒因缺氧而窒息。此種滅火方法稱為隔絕滅火。 （一）密閉墻的結(jié)構(gòu)和種類 按照密閉墻存在的時(shí)間長短和作用，可分為臨時(shí)密閉、永久密閉和防爆密閉三種。 1、臨時(shí)密閉墻 其作用是暫時(shí)切斷風(fēng)流，控制火勢(shì)發(fā)展。為砌筑永久密閉墻或直接滅火創(chuàng)造條件。對(duì)臨時(shí)密閉墻的主要要求是結(jié)構(gòu)簡單，建造速度快，具有一定的密實(shí)性，位置上盡量靠近火源。 2、永久密閉墻 較長時(shí)間地（至火源熄滅為止）阻斷風(fēng)流，使火區(qū)因缺氧而熄滅。其要求是具有較高的氣密性、堅(jiān)固性和不燃性，同時(shí)又要求便于砌筑和啟開。 3、防爆密閉墻 在有瓦斯爆炸危險(xiǎn)時(shí)，需要構(gòu)筑防爆密閉，以防止封閉火區(qū)時(shí)發(fā)生瓦斯爆炸。防爆密閉墻一般是用砂袋堆砌而成，如圖10-10—8。其厚度一般為巷寬兩倍。密閉墻間距10～５ｍ。 （二）密閉墻的位置選擇 封閉火區(qū)的原則是：密、小、少、快四字。密是指密閉墻要嚴(yán)密，盡量少漏風(fēng)；小是指封閉范圍要盡量?。簧偈侵该荛]墻的道數(shù)要少；快是指封閉墻的施工速度要快。在選擇密閉墻的位置時(shí)，人們首先考慮的是把火源控制起來的迫切性，以及在進(jìn)行施工時(shí)防止發(fā)生瓦斯爆炸，保證施工人員的安全。 （三）封閉火區(qū)的順序 火區(qū)封閉后必然會(huì)引起其內(nèi)部壓力、風(fēng)量、氧濃度和瓦斯等可燃?xì)怏w濃度變化；一旦高濃度的可燃?xì)怏w流過火源，則就可能發(fā)生瓦斯爆炸。因此，正確選擇封閉順序，加快施工速度，對(duì)于防止瓦斯爆炸、保證救護(hù)人員的安全至關(guān)重要。就封閉進(jìn)回風(fēng)側(cè)密閉墻的順序而言，目前基本上有兩種：一是先進(jìn)后回（又稱為先入后排）；二是進(jìn)回同時(shí)。 四、封閉火區(qū)的方法 　　封閉火區(qū)的方法分為三種： (1)鎖風(fēng)封閉火區(qū)，從火區(qū)的進(jìn)回風(fēng)側(cè)同時(shí)密閉，封閉火區(qū)時(shí)不保持通風(fēng)。這種方法適用于氧濃度低于瓦斯爆炸界線(O2<12%)的火區(qū)。 (２）通風(fēng)封閉火區(qū)，在保持火區(qū)通風(fēng)的條件下，同時(shí)構(gòu)筑進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)的密閉。這時(shí)火區(qū)中的氧濃度高于失爆界線（O2<12%)，封閉時(shí)存在著瓦斯爆炸的危險(xiǎn)性。 (３）注惰封閉火區(qū)，在封閉火區(qū)的同時(shí)注入大量的惰性氣體，使火區(qū)中的氧濃度達(dá)到失爆界線所以過的時(shí)間比爆炸氣體積聚到爆炸下限所以過時(shí)間要短。 五、撲滅和控制不同地點(diǎn)火災(zāi)的方法 （一）井口和井筒火災(zāi) 1、進(jìn)風(fēng)井口建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)采取防止火災(zāi)氣體及火焰侵入井下的措施：1）迅速撲滅火源。2）立即反轉(zhuǎn)風(fēng)流或關(guān)閉井口防火門，必要時(shí)停止主要通風(fēng)機(jī)。 2、進(jìn)風(fēng)井筒中發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為防止火災(zāi)氣體侵入井下巷道。必須采取反風(fēng)或停止主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的措施。 3、回風(fēng)井筒發(fā)生火災(zāi)時(shí)，風(fēng)流方向不應(yīng)改變。為了防止火勢(shì)增大，應(yīng)減少風(fēng)量。其方法是控制入風(fēng)防火門，打開通風(fēng)機(jī)風(fēng)道的閘門，停止通風(fēng)機(jī)或執(zhí)行搶救指揮部決定的其它方法(以不能引起可燃?xì)怏w濃度達(dá)到爆炸危險(xiǎn)為原則)。必要時(shí)，撤出井下受危及的人員。 4、豎井井筒發(fā)生火災(zāi)時(shí)，不管風(fēng)流方向如何，應(yīng)用噴水器自上而下的噴灑。只有在能確保救護(hù)隊(duì)員生命安全時(shí)，才允許派遣救護(hù)隊(duì)進(jìn)入井筒從上部滅火。 （二）井底火災(zāi) 1．當(dāng)進(jìn)風(fēng)井井底車場和毗連硐室發(fā)生火災(zāi)時(shí)，必須進(jìn)行反風(fēng)或風(fēng)流短路，不讓火災(zāi)氣體侵入工作區(qū)。 2．回風(fēng)井井底發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)保持正常風(fēng)向，在可燃性氣體不會(huì)聚集到爆炸限度的前提下，可減少流人火區(qū)的風(fēng)量。 3．為防止混凝士支架和砌碹巷道上面木垛燃燒，可在碹上打眼或破碹，設(shè)水幕。 （三）井下硐室火災(zāi) 1．著火碉室位于礦井總進(jìn)風(fēng)道時(shí)，應(yīng)反風(fēng)或風(fēng)流短路。 2．著火酮室位于礦井一翼或采區(qū)進(jìn)回風(fēng)所在的兩巷道的連接處時(shí)，則在可能的情況下，采取短路通風(fēng)，條件具備時(shí)也可采用局部反風(fēng)。 3.火藥庫著火時(shí)，應(yīng)首先將雷管運(yùn)出，然后將其它爆炸材料運(yùn)出，如因高溫運(yùn)不出時(shí)，則關(guān)閉防火門,退往安全地點(diǎn)。 4．絞車房著火時(shí)，應(yīng)將火源下方的礦車固定，防止燒斷鋼絲繩，造成跑車傷人。 5．蓄電池機(jī)車庫著火時(shí)，為防止氫氣爆炸，應(yīng)切斷電源，停止充電．加強(qiáng)通風(fēng)并及時(shí)把蓄電池運(yùn)出碉室。 6、無防火門的硐室發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)采取掛風(fēng)障控制入風(fēng)，積極滅火。 （四）通風(fēng)巷道火災(zāi) 1、傾斜進(jìn)風(fēng)巷道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，必須采取措施防止火災(zāi)氣體侵入有人作業(yè)的場所，特別是采煤工作面。為此可采取風(fēng)流短路或局部反風(fēng)、區(qū)域反風(fēng)等措施。 2、火災(zāi)發(fā)生在傾斜上行回風(fēng)風(fēng)流巷道，則保持正常風(fēng)流方向。在不引起瓦斯積聚的前提下應(yīng)減少供風(fēng)。 3、撲滅傾斜巷道下行風(fēng)流火災(zāi)，必須采取措施，增加入風(fēng)量，減少回風(fēng)風(fēng)阻、防止風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，但決不允許停止通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 4、在傾斜巷道中，需要從下方向上滅火時(shí)，應(yīng)采取措施防止冒落巖石和燃燒物掉落傷人，如設(shè)置保護(hù)吊盤、保護(hù)隔板等護(hù)身設(shè)施。 5、在傾斜巷道中滅火時(shí)，應(yīng)利用中間巷道、小順槽、聯(lián)絡(luò)巷和行人巷接近火源。不能接近火源時(shí)，則可利用礦車、箕斗，將噴水器下到巷道中滅火，或發(fā)射高倍數(shù)泡沫、情氣進(jìn)行遠(yuǎn)距離滅火。 6、位于礦井或一翼總進(jìn)風(fēng)道中的平巷、石門和其他水平巷道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，要選擇最有效的通風(fēng)方式(反風(fēng)、風(fēng)流短路、多風(fēng)井的區(qū)域反風(fēng)和正常通風(fēng)等)以便救人和滅火。在防止火災(zāi)擴(kuò)大采取短路通風(fēng)時(shí)，要確?；馂?zāi)有害氣體不致逆轉(zhuǎn)。 7、在采區(qū)水平巷道中滅火時(shí)，一般保持正常通風(fēng)，根據(jù)瓦斯情況增大或減少火區(qū)供風(fēng)量。 （五）采煤工作面火災(zāi) 一般要在正常通風(fēng)的情況下進(jìn)行滅火。必須做到: 1．從進(jìn)風(fēng)側(cè)進(jìn)行滅火，要有效地利用滅火器和防塵水管。 2．急傾斜煤層采煤工作面著火時(shí)，不準(zhǔn)在火源上方滅火．防止水蒸汽傷人；也不準(zhǔn)在火源下方滅火．防止火區(qū)塌落物傷人；而要從側(cè)面(即工作面或采空區(qū)方向)利用保護(hù)臺(tái)板和保護(hù)蓋接近火源滅火。 3．采煤工作面瓦斯燃燒時(shí)．要增大工作面風(fēng)量，并利用干粉滅火器、砂子、巖粉等噴射滅火。 4．在進(jìn)風(fēng)側(cè)滅火難以取得效果時(shí)，可采取局部反風(fēng)，從回風(fēng)側(cè)滅火，但進(jìn)風(fēng)側(cè)要設(shè)置水幕，并將人員撤出。 5．采煤工作面回風(fēng)巷著火時(shí)，必須采取有效方法，防止采空區(qū)瓦斯涌出和積聚。 6，用上述方法無效時(shí)，應(yīng)采取隔絕方法和綜合方法滅火。 （六）獨(dú)頭巷道火災(zāi) 1、要保持獨(dú)頭巷道的通風(fēng)原狀，即風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的不要隨便開啟．風(fēng)機(jī)開啟的不要盲目停止。 2、如發(fā)火巷道有爆炸危險(xiǎn)，不得入內(nèi)滅火，而要在遠(yuǎn)離火區(qū)的安全地點(diǎn)建筑密閉墻。 3、撲滅獨(dú)頭巷道火災(zāi)時(shí)，必須遵守下列規(guī)定： 1）火災(zāi)發(fā)生在煤巷迎頭時(shí)，瓦斯?jié)舛炔怀^2%時(shí)，可在通風(fēng)的情況下采用干粉滅火器、水等直接滅火。滅火后，必須仔細(xì)清查陰燃火點(diǎn)，防止復(fù)燃。如瓦斯?jié)舛瘸^2%仍在繼續(xù)上升，要立即把人員撤到安全地點(diǎn)，遠(yuǎn)距離進(jìn)行封閉。 2）火災(zāi)發(fā)生在煤巷的中段時(shí)，滅火過程中必須檢測流向火源的瓦斯?jié)舛龋乐雇咚菇?jīng)過火源點(diǎn)，如果情況不清應(yīng)遠(yuǎn)距離封閉。若火災(zāi)發(fā)生在上山中段時(shí)，不得直接滅火，要在安全地點(diǎn)進(jìn)行封閉。 3）上山煤巷發(fā)生火災(zāi)時(shí)，不管火源在什么地點(diǎn)，如果局部通風(fēng)機(jī)已經(jīng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在無需救人時(shí)，嚴(yán)禁進(jìn)入滅火或偵察，而要立即撤出附近人員，遠(yuǎn)距離進(jìn)行封閉。 4）火源在下山煤巷迎頭時(shí)，若火源情況不清，一般不要進(jìn)入直接滅火，應(yīng)進(jìn)行封閉。
關(guān)鍵詞：礦井火災(zāi)控制