矿井火灾的危害及预防措施

摘要：介绍了矿井火灾的分类、矿井火灾的危害以及主要防治措施，对防治矿井火灾，保证煤矿安全生产起到了防患未然的作用。 关键词：矿井火灾；热源；可燃物；燃烧

矿井火灾是煤矿重大灾害之一。矿井一旦发生火灾，火势发展迅速，变化复杂，影响范围广，往往造成人员伤亡和财产资源损失，甚至引发瓦斯煤尘爆炸，使灾害的程度和范围相应扩大，酿成更大灾害。为了防治矿井火灾，保证煤矿安全生产，对矿井火灾做必要的了解是十分重要的。 1 矿井火灾发生的“三要素”

(1)可燃物的存在。在煤矿，煤炭本身就是一个大量而且普遍存在的可燃物。另外，在生产过程中产生的煤尘、用处的瓦斯以及所用的坑木、机电设备、油料、炸药等都具有可燃性。它们的存在是发生火灾的基本因素。

(2)热源。热源是发生火灾的必要因素，只有具备足够热量和温度的热源才能引燃可燃物。在矿井里，煤的自燃、瓦斯、煤尘燃烧与爆炸、放炮作业、机械摩擦生热、电流短路火花、电气设备运转不良产生的过热、吸烟、烧焊以及其它明火都可能是引火的热源。

(3)空气的供给。燃烧就是剧烈的氧化，任何可燃物尽管有热源点燃，如果缺乏足够的O2，燃烧是难以持续的，所以空气的供给是维持燃烧形成火灾必不可少的条件。实验证明，在O2浓度为3%的空气环境里，任何可燃物的燃烧都不能维持；在O：浓度为12%的空气中瓦斯失去爆炸性，浓度在14%以下，蜡烛也要熄灭。所以，这里所说的空气是正常含O2量的空气，而不是贫氧的空气。

2 矿井火灾的分类

(1)按引火热源的不同分类。根据引火热源的不同，通常将矿井火灾分成2大类，即外因火灾和内因火灾。

(2)按发火地点的不同分类。根据发火地点的不同，可分为井筒火灾、巷道火灾、采面火灾、煤柱火灾、采空区火灾及硐室火灾。

(3)按燃烧物的不同分类。根据燃烧物的不同，可分为机电设备(输送带、电缆、变压器、开关、风筒等)火灾、火药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾、煤尘燃烧火灾以及煤炭自燃火灾等。

(4)按对矿井通风的影响不同分类。根据对矿井通风的影响不同，可分为上行风流火灾、下行风流火灾和进风流火灾。 3 火灾灾害规模分析

矿井火灾从本质上讲是一种燃烧现象，且矿井火灾90%以上属于内因火灾的范畴，即绝大多数矿井火灾的形成总有其发生发展的阶段性过程，根据矿井火灾最终到达的阶段及形成的危害，我们可以初步将煤矿火灾灾害规模划分为小、中、大3个等级。 在矿井条件下，根据燃烧和爆炸三要素，火灾转变为爆炸的条件为：存在较大体积且温度较高的可燃性混合气体，可燃气体浓度达到爆炸界限，可燃性混合气体中O2浓度超过14%以上，可燃性混合气体流动过程遇到火源或本身温度高于燃点。 4 矿井火灾的危害

矿井火灾对煤矿生产及职工安全的危害主要有以下几方面。

(1)井下空间狭小，矿井通风及巷道联通关系复杂，供风量有限，发生火灾时人员避灾会受到井下环境条件的限制。

(2)煤矿井下到处都存在大量的易燃物，火灾极易发展蔓延，高温火烟在巷道流经的路程上，掺入新鲜风流时，将会在掺风地点形成新的火源。

(3)产掌大量的高温火焰及有害气体，造成人员伤亡。火灾能产生大量有毒有害气体，如CO、CO2等，这些气体随高温火烟一起流入井下各作业场所，造成人员中毒和窒息。

(4)引起瓦斯、煤尘爆炸。矿井火灾不仅提供了瓦斯、煤尘爆炸的热源，而且由于火的干馏作用，使井下可燃物(煤、木材等)放出H2和其它多种碳氢化合物等爆炸性气体。因此，火灾会引起瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大灾情及伤亡。

(5)火灾烧毁设备和煤炭资源。井下发生火灾，因灭火措施不当或拖延时间，往往

错失灭火良机，使火势扩大，这样就会烧毁大量的设备、器材和煤炭资源。有时封闭火区也会导致一些设备长期被封闭在火区而损失，造成大量煤炭资源呆滞，影响矿井正常生产。

(6)火灾使井下风流逆转，导致灾情扩大。矿井火灾发生后，高温浓烟流经区域的空气发生变化，温度升高。井巷中产生火风压。火风压一方面使矿井总风量发生变化，另一方面造成矿井通风网路风流方向变化，从而使烟气的流动失去控制，造成通风系统紊乱，进一步扩大灾区范围，使更多的井下人员受到火灾烟气的毒害，同时给井下的安全撤退带来极大的困难和危险，增大了事故损失和灭火救灾的困难。 5 矿井火灾的预防措施 5.1 矿井外因火灾的预防

外因火灾的特点是：突然发生、来势迅猛，如果不能及时发现和控制，往往酿成重大事故。在矿井火灾的总数中，外因火灾所占比重虽然较小(4%～10%)，但不容忽视。据统计，国内有记载的重大恶性火灾事故，90%以上属于外因火灾。做好矿井外因火灾的预防工作是十分必要的，具体措施如下：

(1)禁止一切人员携带烟草及点火工具下井。井下禁止使用电炉、灯泡取暖。井下和井口房内不准进行电焊、气焊和喷灯焊，特殊情况必须制定安全措施，报有关部门批准。井口房和通风机附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。

(2)井下不准存放汽油、煤油和变压器油。井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等必须放在盖严的铁桶内。用过的要定期送到地面处理。

(3)井下必须采用防爆型或本质安全型电器设备，加强维修，保证电力系统和电气设备性能良好，保证机械设备正常运转，防止电火花、电弧及摩擦发热造成事故。 (4)加强放炮管理，使用安全炸药，不准将药卷内的消焰粉倒掉，不准放明炮、糊炮，不准用明火、动力线放炮；炮眼封泥要装满，并使用水炮泥；严格按规程规定装药、连线和放炮。避免放炮火焰产生。

(5)井下按规定使用不延燃电缆、阻燃输送带和阻燃风筒等。

(6)井口房、井架和井口建筑物、进风井筒、回风井筒、平硐、主要巷道的连接处、井下主要硐室和采区变电所等，都应采用不燃性材料支护或开凿在岩巷内。 (7)进风井口和进风平硐口都应设防火门，以防井口火灾和附近地面火灾波及井下。进风井与各生产水平的井底车场的连接处都应设防火门，并定期检查防火门的质量和灵活可靠性。

(8)矿井必须在井口附近100m以内设置消防材料库，井下每个生产水平的主要运输大巷中也应设消防材料库，储备消防器材，并备有消防列车。灭火材料和工具必须满足矿井灭火时的需要，平时不准挪作他用。井下的火药库、充电硐室、绞车房、水泵房和采区变电所，都要配备足够的灭火器材。

(9)每个矿井都要建筑地面消防水池。开采下部水平的矿井，除地面消防水池外，也可用上一水平的水仓作消防水池。井下各主要巷道中应铺设消防水管，每隔一定距离设消防水龙头。

5.2 矿井内因火灾的预防

内因火灾是指煤炭在一定条件下，如破裂的煤柱、煤壁、集中堆积的浮煤，又有一定的风量供给，自身发生物理化学变化、吸氧、氧化、发热、热量聚集导致着火而形成的火灾。

内因火灾的发生，往往伴有一个孕育的过程，根据预兆能够在早期发现。但由于火源隐蔽，经常发生在人们难以进入的采空区或煤柱内，要想准确地找到火源比较困难。因此，难以扑灭，以致火灾可以持续数月、数年、甚至长达10a之久。有时燃烧的范围逐渐蔓延扩大，烧毁大量煤炭，冻结大量资源。根据1985年的统计，由于发火而冻结的煤量累计已近6000万t。

据统计，在我国统配与重点煤矿中，存在自然发火危险性的矿井占总矿井数的46%～49%，自然发火煤层占累计可采煤层数的60%。根据1953-1984年的统计资料，内因火灾发生的次数占矿井火灾总次数94%。因此，内因火灾理所当然受到人们的重视，成为研究的重点。

预防矿井内因火灾的措施涉及到煤矿生产的各个环节：

(1)减少发火隐患，预防煤炭自燃。在开采技术方面，要正确选择矿井的开拓方式、采煤方法和开采程序，合理布置采区，不得任意采掘规定的段间、区间煤柱，以提高开采有自然发火危险煤层的矿井先天防火能力。在通风技术方面，要选择合理的通风方式，正确设置控制风流的设施，采取均压防火措施，加强通风防火管理等，以减少漏风，这对防止煤炭自然发火有重要作用。预防性灌浆，注阻化剂、惰性气体等。 (2)掌握自然发火预兆，及时进行发火预测预报，把自然发火消灭在“萌芽”阶段。 (3)对采掘生产过程中遗留下的各种发火隐患要及时处理，如加强对废旧巷处理，及时充填煤巷碹，及时处理高温火点等。 5.3 应用新技术和新设备提高防灭火能力

(1)应用火灾自动报警装置。应用报警系统能准确地探测到异常状态，通过处理将信息提供给维护人员，这样可以将火灾的隐患消灭在萌芽状态。

(2)积极开展对矿井火灾发生、发展机理和规律研究，不断研究开发矿用火灾报警设备、灭火设备和逃生设备；使矿井电气火灾在预防、监测和扑救三方面，实现立体化的防治措施。

6 不同地点火灾的防治技术

(1)井口建筑物火灾。进风井口建筑物发生火灾时，应采取防止火灾气体及火焰侵入井下的措施：立即反转风流或关闭井口防火门，必要时停止主要通风机；按矿井灾害预防和处理计划的规定，引导人员出井；迅速扑灭火源。

(2)井筒中的火灾。进风井筒中发生火灾时，为防止火灾气体侵入井下巷道，必须采取反风或停止主要通风机运转的措施。

(3)井底车场的火灾。当进风井井底车场和毗连硐室发生火灾时，必须进行反风或使风流短路，确保火灾气体不侵入工作区。回风井井底发生火灾时，应保持正常风向，在可燃气体不会聚集到爆炸限度的前提下，可减少进入火区的风量。矿山救护人员要用最大的人力、物力直接灭火和阻止火灾蔓延。为防止混凝土支架和砌碹巷道上面的木垛燃烧，可在碹上打眼或破碹，设置水幕。如果火灾的扩展危及关键地点(如井筒、火药库、变电所、水泵房等)，则主要人力、物力应用于保护这些地点。

(4)井下硐室中的火灾。硐室发生火灾，且硐室无防火门时，应采取挂风障控制入风，用水、灭火器、高倍数泡沫或砂子灭火。

(5)倾斜巷道中的火灾。倾斜进风巷道发生火灾时，必须采取措施防止火灾气体侵入有人作业的场所，特别是采煤工作面。为此，可采取风流短路和局部反风、区域反风等措施。

(6)平巷石门和其他水平巷道中的火灾。位于矿井或一翼总进风巷中的平巷、石门和其他水平巷道发生火灾时，要选择最有效的通风方式(反风、风流短路、多风井双区域反风、正常通风等)，以便救人和灭火。在防止火灾扩大采取短路通风时，要确保火灾有害气体不逆转。

(7)采煤工作面的火灾。采煤工作面发生火灾时，一般要在正常通风的情况下进行灭火，并必须做到：从进风侧进行灭火，要有效地利用灭火器和防尘水管。急倾斜煤层采煤工作面着火时，不准在火源上方灭火，防止水蒸气伤人；也不准在火源下方灭火，防止火区塌落物伤人。而要从侧面(即工作面或采空区方向)利用保护台板和保护

盖接近火源灭火。在进风侧灭火难以取得效果时，可采取局部反风，从回风侧灭火，但进风侧要设置水幕，并将人员撤出。采煤工作面回风巷着火时，必须采取有效方法防止采空区瓦斯涌出和积聚。用上述方法无效时，应采取隔绝方法和综合方法灭火。 (8)独头巷道的火灾。独头巷道发生火灾时，要在维持局部通风机正常通风的情况下，积极灭火。要保持独头巷道的通风原状，即风机停止运转的不要随便开启，风机开启的不要盲目停止，进行侦察后再采取措施。