煤炭儲存場所的火災危險陛及防治措施

1、煤炭儲存場所的火災危險陛及防治措施2008年12月第24卷第12期武警學院學報j0urnal0fchinesepe0plesarmedp0uceforceacademydec.20o8vo1.24no.12煤炭儲存場所的火災危險性及防治措施楊培成,王志鵬(大同市消防支隊,山西大同o37005)摘要:介紹了煤炭的常見儲存形式,通過分析煤炭在露天,半露天,室內等儲存形式下的火災危險性,從煤炭儲存場所的安全布置,建筑結構防火,消防設施設置,電氣設備的選擇,消防安全管理等方面提出了針對性的防治措施.關鍵詞:煤炭;儲存;火災危險性;防治措施中圖分類號:d631.6文獻標識碼:a文章編號:1o082077

2、(2008)12一oo64一o4我國煤炭資源儲藏豐富,開采量逐年增加,尤其近幾年來,隨著機械化采煤程度的提高,產量不斷增高,煤炭已成為我國工業(yè)生產和人民生活中不可缺少的原料和燃料.現(xiàn)階段我國能源消費仍以煤炭為主,約占78%以上,因此,煤炭儲存過程中的安全與國民經(jīng)濟建設的順利進行緊密相關.儲煤場所是集中存放煤炭的場所.在煤礦,電力,冶金,化工,建材,醫(yī)藥,食品等大量生產,加工,消耗煤炭的行業(yè)中,都要設置該類儲存場所.煤炭的儲存根據(jù)儲存場所一般可分為:露天儲存,半露天儲存,室內儲存等多種形式,其中室內儲存又有筒倉,半地下儲倉等形式.1儲煤場所的火災危險性煤炭儲存場所是集中儲存煤炭的地方,存在于煤炭

3、生產,中轉,儲運,供應,使用各個環(huán)節(jié).例如火力發(fā)電廠常常要儲存15天的發(fā)電用煤,數(shù)量可達數(shù)萬甚至十幾萬噸.煤在存放過程中,受空氣氧化作用,一方面導致煤質變化,另一方面在一定條件下還會引起自燃,造成巨大的經(jīng)濟損失,甚至會危及人員與設施的安全.1.1露天儲煤場的火災危險性1.1.1自燃危險性煤與空氣接觸,不僅會風化使其質量變壞,而且也能發(fā)生自燃.在儲煤場的大煤堆里,經(jīng)常出現(xiàn)煤堆發(fā)熱現(xiàn)象,如不及時采取安全措施,就會發(fā)生自燃.1.1.2外來火種引燃危險性長期堆積的煤堆由于自熱,瓦斯含量相當高,即使還沒有發(fā)生自燃,也對外來火種相當敏感.較小點火能量的飛火等火種就足以點燃煤堆散發(fā)出的可燃氣體從而導致煤堆著

4、火.1.2半露天儲煤場的火災危險性半露天儲煤場的火災危險性除了易自燃,易被外來火種引燃的危險性外,還具有以下特點.1.2.1儲煤構筑物耐火等級低半露天儲煤場(如干煤棚)經(jīng)常采用鋼結構,耐火極限低,且鋼材本身極易被煤炭所含的化學成分腐蝕,進一步降低了耐火極限.為了克服鋼材容易被腐蝕的缺陷,一些半露天儲煤場所采用膠合梁木屋蓋體系,雖然使用壽命與鋼結構相比有所延長,但其抗御火災的性能卻進一步下降.1.2.2火災撲救難度大半露天儲煤場所(如干煤棚)是儲煤的一種大型半露天庫房,建筑跨度大,凈空高,由于其結構高大且兩面通風,一旦發(fā)生火災,撲救難度非常大.1.3室內儲煤場的火災危險性收稿日期:20o8081

5、6作者簡介:楊培成(1967一)男l(wèi)u西大同人,高級工程師;王志鵬(1979一),男,山西忻州人,工程師.?64?武警學院學報20o8年第12期(總第150期)?防火技術?1.3.1自燃危險性自燃現(xiàn)象在室內堆場同樣經(jīng)常發(fā)生,并對堆場的混凝土構件造成一定程度的影響.自燃的持續(xù)高溫將使混凝土構件產生一系列緩慢的物理化學變化,造成這些構件的持續(xù)損傷,壽命縮短,抗災害能力減弱.1.3.2爆炸危險性儲存在室內的煤炭通風條件比室外堆場弱,因而熱量更容易積聚,煤塵中含有在碳化過程中產生的甲烷,微量的乙烷及丙烷等可燃性氣體,由于裝卸,運輸,受熱,煤被粉碎等原因而被散發(fā)到儲煤倉中,當煤塵之中有這些可燃氣體時,其

6、爆炸的下限濃度會顯著下降.同時,煤炭人倉時會使煤塵飛揚,嚴重時會達到或超過煤塵爆炸的濃度下限.運煤設備因摩擦,電氣等原因產生火花且火花的能量超過最小點火能量時就可能導致爆炸的發(fā)生.煤塵一旦發(fā)生爆炸就可能造成二次揚塵和二次爆炸,對建筑物和人員生命的危害性極大.2儲煤場所的火災防治措施由于煤炭的自燃特性,在煤炭的儲存過程中存在著發(fā)生火災的可能性,只有采取科學,合理的預防措施,才能確保安全.2.1露天,半露天煤炭儲存場所的防火安全措施2.1.1露天儲煤場址要選擇在地勢較高,平坦,干燥的地點.堆址應為黃泥和白灰混合夯實的地面,最好采用水泥地面.并應有良好的排水措施.2.1.2露天儲煤場所應按煤炭種類分

7、區(qū)儲存,并標明堆存的時間和噸量,若需長期堆放,則應分層壓實,時間視地區(qū)氣溫而定.但新煤和舊煤不宜混堆.煤堆宜呈長方形堆存(最好是南北為長,東西為寬)煤堆各邊坡面傾角以40.一45.為宜.2.1.3露天儲煤場的儲煤堆垛與架空電力線的最近水平間距不應小于電桿(塔)高度的1.5倍.2.1.4露天儲煤場的地下禁止敷設電纜,采暖管道和易燃,可燃液體,可燃氣體管道.2.1.5露天儲煤場的道路寬度不應小于4m,相鄰煤堆底邊間距不應小于2m.煤堆與明火作業(yè)地點或散發(fā)火花地點的防火間距,應按不小于四級建筑間距的規(guī)定增加25%.2.1.6露天儲煤場四周應砌筑實體圍墻,高度不宜小于2.2m.2.1.7露天儲煤場應設

8、消防車通道或供消防車通行,且寬度不小于6m的平坦空地,消防車通道應盡量短捷,避免與鐵路平交.儲煤場的儲煤量較多時,煤堆上應設一條推土機能進出煤場的安全通道,路面坡度低于25.,寬度在5m以上.2.l.8露天,半露天儲煤場跨越儲煤場的帶式輸送機棧橋支架不宜布置在煤堆之中,當無法避開時,支架應采用圓形截面,且應考慮煤自燃時對支架的影響.2.1.9露天,半露天儲煤場應設有消防給水系統(tǒng),消火栓的間距不應大于120m.如有條件,應設置噴水除塵設施.2.1.1o半露天儲煤場采用鋼結構時,如采用耐火極限不低于0.50h的承重構件有困難時,可采用無防火保護的金屬構件,但其根部以上3m范圍的承重構件應采取有效的

9、防火保護措施,其耐火極限不應低于1.00h.半露天儲煤場面積大,采用鋼結構構件多,結合多年的工程實踐經(jīng)驗,煤場的自燃現(xiàn)象雖然存在,但自燃的火焰高度一般為0.51m左右,不足以威脅到上部鋼結構構件,并且煤場的堆放往往是支座以下200mm作為煤堆的起點,因此,鋼結構根部以上3m范圍的承重構件如有可靠的防火保護措施就可以確保結構本身的安全.2.2室內儲煤場的防火安全措施2.2.1一般要求2.2.1.1儲存煤炭建筑物的耐火等級應限制在一,二級之內,若采用三級建筑必須采取有效的措施.當室內儲煤場采用鋼結構時可采用無防火保護的金屬構件,但其根部以上3m范圍的承重構件應采取有效的防火保護措施,其耐火極限不應

10、低于1.00h,同時應限制儲量.2.2.1.2室內儲煤場所應保證通風,且堆頂距頂棚(頂),不應小于1.9m,距可燃墻壁不應小于1.5m.要加強對室內空氣溫度的監(jiān)測,保持周圍不超過40,為了早期發(fā)現(xiàn)儲煤場所內氣溫上升,可設溫度監(jiān)測裝置連續(xù)進行監(jiān)測.2.2.1.3對室內專門儲存煤粉的場所,為了降低煤塵的濃度,應安裝整體通風和吸塵裝置,并應保證通風裝置連續(xù)運轉,經(jīng)常降低煤塵濃度.在條件許可的情況下,應安裝灑水裝置.2.2.1.4室內儲煤場與其它建筑連接處,應作防火分隔,形成獨立的防火分區(qū).周圍應設寬度不小于4m的消防車道.2.2.1.5室內儲煤場不應有易燃,可燃液體,氣體管道穿越.電氣設備必須防爆或

11、采取防爆措施,電?65?楊培成,等:煤炭儲存場所的火災危險陛及防治措施氣線路必須采用金屬管配線.2.2.2筒倉的防火安全措施儲煤筒倉耐火等級不應低于二級,宜采用鋼筋混凝土結構,并應符合下列規(guī)定:(1)卸料口沿堆料高度方向在直徑兩端成90.交錯布置.(2)上下層卸料口的凈距不宜小于筒體周長的1/2.(3)每一卸料口的圓心角不宜大于40.(4)為了防止簡倉中瓦斯,煤塵遇明火發(fā)生爆炸的危險,筒倉應裝設自然排風裝置,當采用自然排風裝置不能滿足要求時,應設機械通風.其排風量應按每小時換氣0.51次計算,每次等于煤倉的容積.(5)筒倉的倉上建筑物應設室內消火栓,灑水除塵設施.(6)筒倉應設防雷保護設施,防

12、雷保護應按二類設計.但嚴禁利用其豎向受力鋼筋作為避雷線,應專設外引下線.(7)筒倉及與其相連通的房間和走廊應使用符合防爆要求的機電設備和照明.(8)煤倉內瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時,附近20m范圍內的電氣設備應立即停止運轉.(9)與煤倉連接的房間和走廊內瓦斯?jié)舛冗_到0.5%時,應立即切斷全部非本質安全性電源(含照明電源).2.2.3半地下儲倉的防火安全措施半地下儲倉一般儲量較大,并且儲存的是原煤,原煤通常會釋放出大量的瓦斯氣體,如不能及時排出,遇到明火就會發(fā)生爆炸.半地下儲倉的耐火等級不應低于二級,且應采取下列安全措施.2.2.3.1半地下儲倉的安全疏散半地下儲倉的返煤地道的通風孔和安全出口應有樓

13、梯問直通室外地面,安全出口的高度不應小于lm.加蓋半地下儲倉內的煤堆線腳以上,宜沿周邊設置人行通道及相應的出人口.人行通道凈寬應不小于o.8m,凈高應不小于2m,防護欄桿高度應不小于1m.返煤地道人行通道凈寬不應小于1.2m,檢修通道凈寬不應小于0.7m,返煤地道應設安全出口,安全出口數(shù)目不應少于兩個,當設兩個安全出口時,應設于地道兩端,其間距不應大于150m.2.2.3.2半地下儲倉的通風為了防止煤塵和瓦斯的積聚,半地下儲煤倉的下列部位應設通風設施,一是加蓋半地下儲倉倉頂易集聚瓦斯部位,宜沿倉蓋兩側開設瓦斯排泄孔,孔口不應小于0.5m0.5m,二是返煤地道應設通風孔,三是配煤棧橋屋面應設置風

14、機,其排風換氣數(shù)宜為68次/小時.2.2.3.3半地下儲倉的電氣設施?66?在有瓦斯和煤塵聚集且無排放措施的場所,應選用相應的防爆電氣設備,當設有有效的排放措施時,可選用防塵或封閉型電氣設備.在有瓦斯聚集處,應設甲烷和co自動檢測裝置.半地下儲倉照明,應根據(jù)瓦斯,煤塵爆炸性環(huán)境區(qū)域的劃分,選用相應的防爆,防塵型燈具,在潮濕的區(qū)域應選用防水防塵燈.半地下儲倉地道內應設事故照明.2.2.3.4半地下儲倉的防雷半地下儲倉應根據(jù)現(xiàn)行的建筑物防雷設計規(guī)范設置防雷保護設施,且有瓦斯,煤塵爆炸危險的半地下儲倉,在無有效排放措施時,應按第一類工業(yè)建(構)筑物設防雷保護.2.2.3.5半地下儲倉的消防設施在返煤

15、地道和配煤棧橋內應設消防給水系統(tǒng),消防用水量10l/s,消火栓間距不應超過5om,且應在靠近安全出口附近設置.3煤炭儲存降溫措施對儲煤場(倉)的煤堆降溫,可以有效地預防自燃火災的發(fā)生.煤炭儲存場所的降溫措施,主要有以下三種:3.1打眼法為了散發(fā)煤堆中氧化產生的熱量,煤堆形成后,應著手打眼,散發(fā)熱量,降低煤堆濕度,進行通風.眼孔一般直徑l0cm左右,一定要打至煤堆的底部,周圍要高出煤面,間距要根據(jù)煤種和煤堆的大小具體確定.3.2灌水法為使煤堆內的空隙經(jīng)常保持一定的水分,以隔絕和減少空氣抵制氧化的發(fā)熱,可采用灌水措施.在煤堆形成后,在頂面挖出若干個小方坑,坑邊長為40cm,向坑內低壓灌水,直至底部

16、滲出為止.3.3翻倒法煤堆形成后(3個月以上),有自燃的跡象,應以水撲救,并進行翻倒煤堆.可采用挖溝,隔離等措施,降低煤堆的溫度,防止煤堆自燃形成火災.重新堆放時,一定要把自燃煤挖出,填人新煤壓實.4儲煤場所的消防安全管理4.1露天,半露天儲煤場的消防安全管理4.1.1對儲存自燃傾向性較大的煤和儲煤時間較長的煤場,應作煤堆自燃原因分析與防治措施,煤的自燃傾向性鑒定,測定煤的揮發(fā)分的含量,最低著火溫度,自燃發(fā)火期等指標.4.1.2加強煤堆的測溫監(jiān)督,掌握布點與測溫技武警學院學報20o8年第12期(總第150期)?防火技術?術.煤堆的溫度檢測,要從煤堆的上,中,下及不同方位測定.溫度計在煤堆內至少

17、停留10min,當溫度達50時為危險值;達60時,應采取降溫措施,以防自燃.4.1.3對于高揮發(fā)分,高含硫量的煤,存放時間不能太長.存煤過程中,特別是進入雨季,存煤量不宜過多,煤堆不宜過高,否則,不僅積壓資金,也增加煤場管理難度.一旦出現(xiàn)自燃跡象,要及時處理,不能在已自燃的煤堆上直接潑水降溫,由于加水不勻,有可能造成煤堆溫度進一步上升,使得煤堆自燃擴大與蔓延.煤的儲存時間,高度要求見表l.表1煤的儲存時間,高度參考表煤種時間(月)高度(m)無煙煤不限不限貧煤不限不限瘦煤不限不限弱粘結煤不限不限不粘結煤不限不限肥煤不超過3不超過3焦煤不超過3不超過3氣煤不超過3不超過3長焰煤不超過3不超過3褐煤

18、不超過1不超過1.54.1.4定期或不定期徹底清理煤場,避免局部存煤長期不動.因為它往往是形成煤堆自燃的禍源區(qū),如與主煤場連成一體,其危險性就更大.對于不易清理的地方,盡可能不要用于存煤.4.1.5原煤應成型堆放,不同品種的原煤應分別堆放.若需長期堆放的原煤,則應分層壓實,時問視地區(qū)氣溫而定.新進場的煤炭,其溫度超過50以上時,禁止堆存,應采取降溫措施后,方可堆存.4.1.6儲煤場應及時清除碎紙,雜草,木屑等可燃物.4.2室內儲煤倉的消防安全管理4.2.1定期對煤倉進行檢查,防止煤倉中的煤自燃.合理對各個儲煤筒倉進行配裝,保證各倉中的煤不長期堆積.4.2.2對長期停用的原煤倉,輸煤皮帶系統(tǒng)(包

19、括煤斗,落煤管和除塵用的通風管)的積煤,積粉應清理干凈,皮帶上不得有存煤,以防止煤,積粉自燃.對長期不用的龍門吊煤機,斗輪機等應停放在煤堆較低處.4.2.3加強對煤倉的巡視,防止其他雜物混入倉內,同時檢查倉內的溫度,必要時灑水降溫,防止存煤自燃.4.2.4嚴格動火審批手續(xù).原煤倉格柵動火時,應做好隔離措施.動火完畢后,要徹底熄滅火種,確認無隱患后方可離開現(xiàn)場.堅決杜絕現(xiàn)場作業(yè)人員和外來人員的吸煙現(xiàn)象.確因維修或其他工作需要進行電,氣焊接時,必須經(jīng)安全管理部門批準,采取必要的防范措施后,方可施工.4.2.5加強室內儲煤倉的通風,嚴格控制煤倉空氣中煤塵,瓦斯的含量.煤塵的含量不得超過10mm3.4.2.6建立三班巡回檢查制度,制定檢查圖表.參考文獻:1中華人民共和國公安部消防局.防火手冊m.上海:上海科學技術出版社,1992.2mrr5o07