礦井火災

1、礦井火災的概念：發(fā)生在煤礦井下或是井口附近威脅到井下安全生產(chǎn)的火災，稱為礦井火災。

分類：按發(fā)火地點分成地面火災和井下火災；按發(fā)火原因分內(nèi)因火災和外因火災。

外因火災主要是指由于外界熱源引起的火災。多發(fā)生在井筒、井底車場峒室等有機電設(shè)備的地點，原因多位電器設(shè)備過載、短路、過熱造成的電器火災；井下燒焊作業(yè)造成的火災。

內(nèi)因火災主要是煤層在生產(chǎn)過程中煤炭在空氣中氧化發(fā)熱并積聚熱量而引起的火災。它不存在外界熱源的問題，因此又稱為煤炭自燃火災。我們也主要講煤炭自燃火災。

煤炭自燃火災的特點：外部征兆不明顯，難于早起發(fā)現(xiàn)；井下空間狹小，撲滅困難。

危害：火災產(chǎn)生大量的有毒有害氣體一氧化碳和煙霧，嚴重威脅著井下人員的生命安全；對有瓦斯和煤塵爆炸危險的礦井，火災還能引起瓦斯和煤塵爆炸，給煤礦帶來極大的危害。許多火災事故中，由于一氧化碳止息死亡占死亡人數(shù)中很大的比重。

2、煤炭自然發(fā)火過程　　

煤炭自燃經(jīng)歷三個時期。

潛伏期：煤在常溫下吸附空氣中的氧，并在煤的表面生產(chǎn)不穩(wěn)定的氧化物，此時生產(chǎn)的熱量很少，能及時散掉，煤炭溫度不會升高。但煤被活化，煤的著火溫度降低。這一時期煤的氧化產(chǎn)物主要是水和二氧化碳。所以觀察巷道棚子上的水珠可以早起判斷煤炭是否發(fā)生氧化的標志。

自熱期：煤的氧化速度加快，這時如果氧化生產(chǎn)的熱量來不及散掉，煤體的溫度就逐漸升高。溫度不超過80度。這一時期放出的水相對量減少，但二氧化碳和一氧化碳增加，對一氧化碳和煤溫的檢查是預報預測煤體氧化發(fā)展的主要指標。

自燃期：當煤溫繼續(xù)升高，達到臨界溫度70～80度，以上時，氧化急劇加快，產(chǎn)生大量的熱量，使煤體溫度迅速上升，達到著火溫度就開始進入自燃狀態(tài)。出現(xiàn)煤油味是這一時期的主要標志。

3、煤炭自燃發(fā)火的預測預報方法　　

人的直接感覺：巷道壁上出現(xiàn)水珠、煤油味觀察出水溫度的變化、人的感覺頭暈等不適的感覺，見煙見火等。

一氧化碳是一個較為常用的指標，而且檢測手段簡單，而被廣泛使用，主要是嚴重成功了一氧化碳鑒定管，并實現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)，對煤礦檢測一氧化碳帶來了方便。二氧化碳也是一個主要的指標，但在日常檢查中只作為一個輔助指標。

利用色譜儀對可疑地點的氣體進行全面的氣體分析，在許多科研院校都對煤炭自燃進行了研究，提出了使用乙烯、乙烷等氧化過程中產(chǎn)生的氣體來準確對發(fā)火所處的階段進行預測預報。由于乙烯、乙烷等氣體還沒有鑒定管實現(xiàn)井下快速檢測，因此，必須借助色譜儀來分析才能預報預測。

測量煤體內(nèi)的溫度預測，煤體開始氧化必然引起煤溫的變化，因此，檢測煤體內(nèi)的溫度變化，就可以預報煤體氧化自燃情況。現(xiàn)在是火檢工主要檢查預報指標之一。

一般來講，日常預測預報采取一氧化碳結(jié)合煤體溫度的變化來井下預報，發(fā)現(xiàn)異常后再根據(jù)現(xiàn)場情況和條件，取氣樣進行色譜分析，進一步對煤體氧化過程進行分析?；饳z員在井下又成“總捅”，就是利用一個直徑10mm，長1.5m左右的鐵桿，桿頭做一個凹槽，放置溫度計和膠管，膠管上有一些通氣的小孔。用鐵桿插入到煤體后，利用膠管取出煤體內(nèi)的氣體井下測定一氧化碳、二氧化碳、瓦斯等氣體情況，到一定時間后取出鐵桿快速觀察鐵桿頭上溫度計的溫度值。

4、火災的預防措施

盡量采用不燃性材料支護、設(shè)置消防材料庫、設(shè)置防火門、設(shè)置消防水池和井下消防管路系統(tǒng)等一般性技術(shù)措施。

從礦井開采技術(shù)來看采取多開巖巷少掘煤巷減少采區(qū)巷道對煤體的揭露；選擇合理的采煤方法、提高回采率和回采速度、采空區(qū)易于隔絕等采區(qū)布置，對擬制煤炭發(fā)火起到積極的作用。

從通風上采取的措施有選擇合理的通風系統(tǒng)主要是降低采空區(qū)、廢巷兩端的壓差減少漏風，采用均壓法減少采空區(qū)、廢巷的漏風。

從防治措施上講采取預防性灌漿，有地面灌漿、井下移動灌漿泵灌漿、注凝膠、注發(fā)泡水泥、注羅克休、馬利散等充填和阻化作用的物質(zhì)，使煤體隔絕和氧的接觸，從而消除煤炭自燃。

5、礦井火災的處理措施

發(fā)生火災時采取的措施

迅速起動“礦井災害預防和處理計劃”，現(xiàn)場人員按照避災路線撤到井上，對可能受阻人員由救護隊進行施救；對發(fā)火地點進行偵查，確定發(fā)火程度波及區(qū)域；穩(wěn)定風流防治瓦斯集聚爆炸；注意觀察火風壓對通風系統(tǒng)的影響；實施礦井反風或采區(qū)局部反風。

滅火方法

直接滅火法：用水、滅火器、砂子滅火，使用高倍數(shù)空氣機械泡沫滅火，挖除火源。

隔絕滅火：是指對發(fā)火的區(qū)域采取封閉的方法。有防火墻封閉、木板封閉、泡沫塑料封閉、充氣密閉、石膏防火墻、木段防火墻、混凝土防火墻、耐爆防火墻。在建立時要注意的幾個事項：火區(qū)內(nèi)不能出現(xiàn)風流逆轉(zhuǎn)的條件；火源前方不能有瓦斯存在；要采取防爆措施。當然在施工中往往在封閉的最后時刻發(fā)生爆炸，原因就是封閉到最后的風量在逐步減少，造成封閉區(qū)域內(nèi)瓦斯含量開始增加，火區(qū)里瓦斯達到爆炸條件，所以在封閉時要非常小心，一般采取在兩道密閉留調(diào)風窗，在全部完成后在同一時刻同時關(guān)閉兩個通風窗，迅速撤離人員。

6、荊礦的發(fā)火特點

荊礦是1979年投產(chǎn)，建礦以來，九煤層發(fā)生自然發(fā)火達到80次以上，嚴重影響了礦井的安全生產(chǎn)。對所以煤層進行責任傾向性鑒定結(jié)果看，11、12煤層也有自燃傾向性，但是在生產(chǎn)過程中并沒有發(fā)現(xiàn)發(fā)火的征兆。荊礦第一次發(fā)火是西一采區(qū)的九煤層巷道，當一名工人匯報后還曾經(jīng)當成背懷疑的對象看管起來，沒等多長時間又出現(xiàn)發(fā)火的時候，這才解除了對這名工人的懷疑，從對煤層自然發(fā)火一無所知到建立防滅火隊伍，完善檢查機制，形成較為成功的治理經(jīng)驗和辦法等，可以說荊礦走過了一條坎坷的道路。

九煤層發(fā)火期只有2個月，在生產(chǎn)實踐過程中發(fā)現(xiàn)，從揭露到發(fā)現(xiàn)發(fā)火的時間最短只有42天，在二水平九煤層還發(fā)現(xiàn)新揭露的煤體內(nèi)CO含量竟然高到0.1％。

荊礦是一個水很大的礦井，叫“水各莊”，但受九煤層頂板白砂矸遇水遇風膨脹的特性，好多沿板掘進的巷道在很短的時間內(nèi)就壓的無法使用，長期要進行套修工作。在唐山76年大地震后復礦的過程發(fā)現(xiàn)，凡是沿板掘進的巷道全部報廢，凡是沿底掘進的巷道即使經(jīng)受水泡后仍然可以使用，于是經(jīng)過研究論證提出了“恒底上行采煤法”新的回采工藝，其中專家就有預言，荊各莊將由一個“水各莊”，在實施恒底上行采煤法后變成一個“火各莊”，九煤層將是一篇火海。當然專家的說法是有根據(jù)的，但是荊礦人就是有這個決心和勇氣，來解決這些難題。在與自然發(fā)火這個自然災害面前，許多人都付出了艱辛的勞動，積累了許多成功的經(jīng)驗和方法。在這場防火斗爭中，也付出了許多代價，比如1195工作面就在1985年收尾期間被迫封閉支架。1986年一年出現(xiàn)發(fā)火13次，一個月里出現(xiàn)8處發(fā)火，通風區(qū)8個干部，不管是不是搞技術(shù)的都親自盯一個地點，誰也無法幫誰。恒底上行采煤法解決了生產(chǎn)問題，大大提高了生產(chǎn)效率，但其采空區(qū)遺留大量的破碎煤體和巷道上頂存在的冒高給煤炭自然提供了很好的條件，這在防火上是最忌諱的事，也是通風專家給荊礦取名叫“火各莊”的原因。荊各莊最總沒有成為一片火海的原因有這么幾個方面：一是通過不斷研究發(fā)火機理，找到了發(fā)火預測預報的一些標志性氣體，為發(fā)火分析創(chuàng)造了條件；二是火檢隊伍建立起來后通過不斷的與自然發(fā)火做斗爭并逐步積累起來檢查和防治的經(jīng)驗，形成一批專業(yè)技術(shù)人員和骨干力量；三是采取的措施得力；四是九煤層的煤沒有結(jié)焦的特性，發(fā)火后沒有余火。

7、一些成功的發(fā)火經(jīng)驗

火檢檢查工具不斷完善，原來使用竹竿，檢查深度不足，往往許多可以檢查到的地點受竹竿硬度不夠的影響，檢查發(fā)現(xiàn)不及時，對此專門購買了直徑10mm的鐵桿，便于對檢查點檢查深度有保證，對及時發(fā)現(xiàn)起到了積極的作用。

注水成為一種日常防火降溫的機制，為了保證對高溫點的檢查處理，在發(fā)現(xiàn)隱患初期就采取措施進行處理，對高溫點的處理采取了注水有收入，發(fā)火有責任的管理機制，注水的積極性大大提高，改變了以往沒有責任不好管理的弊病。

通過科技創(chuàng)新引進消化了注發(fā)泡水泥、注凝膠等新的防滅火技術(shù)，灌漿是對采空區(qū)封閉較為常規(guī)的做法，但在實施過程中存在好多難題無法解決，比如高壓漿水和松散的煤壁跑漿問題，一些小的廢巷防火處理等等，都要求有新的技術(shù)和方法來解決，引進發(fā)泡水泥和凝膠后，對防火起到了積極的作用，可以單獨使用，也可以和灌漿共同使用，有效緩解了原來方法單一，效果不好的弊病，對實現(xiàn)不發(fā)火起到了積極的作用。

和科研院所開展煤炭自然標志性氣體研究，建立了乙烯、乙烯乙烷比新的預測預報指標，為提高預報發(fā)火所處的階段并采取相應的措施提供了可能。