煤礦外因火災的防治研究

礦井外因火災的防治研究華北科技學院畢業(yè)設計（專題）第頁共156頁礦井外因火災的防治研究摘要：簡要分析煤礦井下外因火災的原因，重點探討外因火災的預防，以及發(fā)生外因火災時應如何有效進行處理和自救等問題，以避免或減少外因火災所造成的損失。關鍵詞：外因火災；預防措施；處理措施；預報Abstract:Analysethereasonofcoalmineundergroundexogenousfirebriefly,emphasizeontheprecautionofthat,howtohandlewiththesituation,andthewaytoself-escapeeffectively,inordertoreduceorevenpreventthelossofthefire.Keywords:exogenousfire;precautionmeasure;solutionmeasure;forecast近年來，我國礦難頻頻發(fā)生。一起起觸目驚心的礦難，不僅給遇難礦工家庭帶來了極大的悲傷，同時也給國家造成了巨大的損失。據不完全統計，在這些頻頻發(fā)生的礦難中，有10％是因礦井外因火災而釀成悲劇的。而且隨著礦井機械化和電氣化程度的提高，這個比例仍在增加。因此，尋求預防礦井外因火災的方法及制定在發(fā)生礦井外因火災時應采取的處理措施迫在眉睫。1礦井外因火災的產生機理1.1基本概念1.1.1火災的概念火對于人類從來都是既有利也有害?；鸫龠M了人類文明的發(fā)展，推動了社會的進步，但若人們對火失去控制，就會給人類造成災害。通常把違背人們意愿而發(fā)生的非控制性燃燒，稱之為火災?；馂氖堑V井或煤田較為常見的災害之一，它往往造成巨大的經濟損失和眾多的人員傷亡，造成不良的社會影響。1.1.2礦井外因火災的概念凡是發(fā)生在礦山地下或地面而威脅到井下安全生產，造成損失的非控制性燃燒均稱為礦井火災，它一般發(fā)生再煤礦井下航道、工作面、硐室、采空區(qū)等地點。礦井火災的發(fā)生具有嚴重的危害性，可能會造成人員傷亡、礦井生產持續(xù)緊張、巨大的經濟損失、嚴重的環(huán)境污染等。根據引燃源的不同，礦井火災科分為內因（自燃）火災和外因火災兩大類。外因火災是指由于外來熱源，如明火、爆破、瓦斯煤塵爆炸、機械摩擦、電路短路等原因造成的火災。煤礦井下外因火災中尤以電氣火災和帶式輸送機火災更為嚴重。一般來說，在電氣化程度較低的中、小型煤礦，大多數外因火災是由于使用明火或違章爆破等引起的。但是隨著煤礦裝備水平的提高，在機械化、電氣化程度較高的礦井，井下電氣設備越來越多，機械化運輸設備也越來越多，因此，這兩種外因火災呈逐年增多的趨勢。如大量可燃膠帶在井巷中的使用，由于膠帶本身的材質決定了它一旦發(fā)生火災，蔓延速度會很快，同時會產生大量的有毒有害氣體，這些氣體很快隨風流擴散，其危害性比采空區(qū)內因火災要大得多。外因火災大多容易發(fā)生再井底車場、機電硐室、運輸及回采巷道等機械、電氣設備比較集中，而且風流比較暢通的地點。這類火災一般發(fā)生得比較突然，發(fā)展速度也快。一個小火源，稍有疏忽，火勢就可能蔓延擴大到很大的范圍。如果發(fā)現不及時，處理方法不當，或是行動措施不果斷，會給礦井帶來嚴重損失以及發(fā)生慘痛的人身傷亡事故。1.2礦井外因火災的形成條件礦井外因火災的發(fā)生必須同時具備以下三個條件：（1）有充足的燃燒物；（2）有助燃物存在，常見的有含一定氧濃度的空氣；（3）具有一定溫度和能量的火源。以上三個必要條件必須同時存在，相互作用，使可燃物的溫度達到燃點，生成熱量大于散發(fā)熱量，才能發(fā)生礦井火災。1.3礦井外因火災的成因外因火災的種類按引火的熱源分為明火、點火、機械摩擦火、瓦斯煤塵爆炸火災和爆破火災。（1）明火致因煤礦井下常見的明火有吸煙、焊接、電爐和大燈泡取暖等。這些熱源能引燃可燃物而導致火災。（2）電火致因井下用電時，由于電火花、電弧以及高溫的導電部分，往往會引起可燃物（煤炭、木支架、變壓器油等）的燃燒，造成電氣火災。產生這種電火花、電弧及導電部分高溫的原因有：短路、過負荷、接地故障、接觸不良、漏電及電氣照明設備引起火災。（3）機械摩擦致因機械摩擦產生的高溫可引燃可燃物造成火災。再煤礦摩擦引起的火災中主要是帶式輸送機摩擦產生的火災。（4）瓦斯煤塵爆炸瓦斯、煤塵爆炸后的溫度在1650℃（5）爆破致因由于不按爆破規(guī)定和爆破說明書爆破，如放明炮、糊炮、空心炮，以及用動力電源爆破、不裝水泥炮、倒掉藥卷中的硝煙粉、使用了變質的炸藥、炮眼深度不夠、最小抵抗線不合規(guī)定等都可能出現炮火、或者炸藥保管不善導致爆炸、燃燒，引燃可燃物而發(fā)生火災。2礦井外因火災的危害我國是一個礦井火災事故多發(fā)的國家。僅2000年對全國國有煤礦的425對礦井統計，就共發(fā)生各種火災事故168起，其中外因火災14起，內因火災154起，凍結煤量4217Mt，封閉采區(qū)或工作面59個，發(fā)火率為0.318次/Mt。礦井火災對煤礦生產及職工安全的危害主要有以下幾個方面。2.1大量的有害有毒氣體產生礦井火災發(fā)生后，不同的可燃物會產生不同的氣體，這些氣體大都是有害的，有些氣體毒性較大，這是礦井火災造成人員傷亡的主要原因。煤炭燃燒會產生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等?？幽?、橡膠、聚氯乙烯等燃燒會產生一氧化碳、醇類、醛類以及其他復雜的有機化合物。這些有毒有害氣體中，一氧化碳對礦工的危害最為嚴重，其主要原因是一氧化碳銅人體中血紅素的親和力比氧同人體中血紅素的親和力高250~300倍，因此，當空氣中有一氧化碳時，人再呼吸這樣的空氣后，極有可能因吸收不了氧氣而出現傷亡。當空氣中一氧化碳按體積百分比計算，濃度達到0.4％時，人們呼吸這樣的空氣就可立即死亡。根據國內外的統計資料表明，在礦井火災中的遇難者有80％~90％都是死于以一氧化碳為主的煙霧中毒。同樣，煤礦發(fā)生瓦斯、煤塵爆炸后，造成人員大量傷亡的主要原因也是以一氧化碳為主的有毒有害氣體中毒?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，入井人員必須隨身攜帶自救器，其主要目的是一旦出現礦井火災、爆炸等事故后，能利用自救器保護自己，降低有毒有害氣體對自己的傷害程度。2.2瓦斯、煤塵爆炸礦井火災不但為瓦斯、煤塵爆炸提供了熱源，而且火的干餾作用可使煤炭、坑木等放出氫氣、沼氣和其他多種碳氫化合物等爆炸性氣體，從而增加了瓦斯、煤塵爆炸的可能性。同時火災還可使沉降的煤塵重新懸浮，增加了煤塵爆炸的幾率。根據國內資料統計，新中國成立后的所有煤塵爆炸事故，因礦井火災引起的占6％。因此，礦井火災的危害并不僅僅是燃燒放熱。2.3設備設施毀壞一旦出現礦井火災，現場的各種一起、儀表、設備將會遭到嚴重破壞。摧毀巷道，破壞支護。有些暫時沒被燒毀的設備和器材，由于火區(qū)長時間封閉，都可能因長期腐蝕全部或部分報廢。2.4開采接續(xù)影響礦井火災發(fā)生后，特別是大范圍的礦井火災發(fā)生后，直接滅火無效，必須對火區(qū)進行封閉，而被封閉的火區(qū)必須待里邊的火完全熄滅后才能打開密閉，重新開采，有些火區(qū)因裂隙較多或密閉不嚴，火區(qū)內的火很長時間不能熄滅，有時達幾個月甚至幾年，嚴重影響生產，影響煤層開采的連續(xù)性。不但如此，被封閉的火區(qū)永遠是煤礦井下的一種安全隱患，使人們不能放心地進行各種采掘活動。2.5大量的煤炭資源燒毀礦井火災會使煤的發(fā)熱量大大減少，甚至完全被燒毀，使國家寶貴的資源白白浪費掉。據1997年新疆煤田火區(qū)普查結果表明，新疆5大火區(qū)的火災面積總計達3794ha,其中明火面積達826ha,燒毀煤量3113.37Mt。2.6環(huán)境嚴重污染有些煤田的露天煤由于火源面積較大，火區(qū)溫度較高，同時煤的燃燒所放出的各種有毒有害氣體，嚴重破壞了周圍的環(huán)境，甚至形成大范圍的酸雨和溫室效應。使綠洲變?yōu)榛哪?。此外，火區(qū)燃燒生成的酸堿化合物對火區(qū)附近的地表水的淺層地下水也會造成嚴重污染。2.7礦井風流狀態(tài)紊亂高溫煙流經過不同標高巷道而產生火風壓，造成井下風流紊亂。形式包括風流逆轉、煙流逆退、煙流滾退，逆轉是以同種流體單向流動為主，逆退是不同流體異向流動，滾退是在同一斷面上既有新風和煙流的異向流動，又有煙流翻卷引起的同種流體異向流動。滾退是逆退和逆轉發(fā)生的先兆。3礦井外因火災的預警預報外因火災的前期及時發(fā)現對滅火工作十分重要。外因火災預警最常用的方法有：溫升變色涂料、感溫元件、帶式輸送機火災檢測自動滅火裝置。這些方法主要用于電動機、機械設備的易發(fā)熱部位和帶式輸送機火災預警。3.1溫升變色涂料溫升變色涂料有兩種：一種是以杭瑟碘化汞HgI為主體的涂料，另一種是以紅色碘化汞HgI2為主體的涂料。將這些溫升變色涂料涂敷再電動機的外殼或機械設備的易發(fā)熱部分，一旦溫升超過額定值即會變色給人以預警；當溫度下降到正常值，又恢復原色。黃色碘化汞HgI變色涂料，當涂敷物的溫度由常溫升到54℃~82℃時變?yōu)殚偌t色；紅色碘化汞HgI2變色涂料，涂敷物的溫度由常溫升到3.2感溫元件以易熔合金、熱敏電阻等制成的感溫元件預警電器機械設備溫升，并將這些溫感元件與滅火裝置聯動。在發(fā)生火災時自動啟動滅火。3.3帶式輸送機火災監(jiān)測自動滅火裝置帶式輸送機火災檢測和自動滅火裝置有多種型號，如DFH型KHJ-1型、MPZ-1型等。裝置由電源箱、監(jiān)控系統、水冷卻滅火系統和泡沫明火系統組成，其具有監(jiān)視功能、顯示功能、報警和自動滅火功能。4礦井外因火災的防治措施礦井外因火災的預防主要從三方面著手，一是防止失控的高溫熱源；其次是可燃物的管理或消除；三是建立防滅火設施。為了預防外因火災，必須制定地面和井下的防火措施。4.1地面火災的預防礦井的所有地面建筑物煤堆、木料場等處的防火措施和制度，應遵守國家頒布的有關防火規(guī)定和《煤礦安全規(guī)程》中對防火提出的具體要求。其要點是：（1）木料場、矸石山、爐灰場距進風井不得小于80m；木料場距矸石山不得小于50m。矸石山和爐灰場不得設在進風井的主導風向的上風側；不得設在地表下10m以內有煤層的地面上，也不得設在采空區(qū)上方有漏風或塌陷的范圍內。（2）新建礦井的永久井架和井口房，或者以井口為中心的聯合建筑，都必須用不燃性材料建筑。現有生產礦井用可燃性材料建筑的井架和井口房，必須制定防火措施。（3）井口房和通風機房附近20m，禁止煙火和用火爐取暖。但通風機房位于工業(yè)廣場以外時，除開采有沼氣噴出或有煤（巖）與沼氣突出危險的礦井外，經礦長批準，可用隔焰式火爐取暖。暖風道和壓入式通風的風硐，都必須用不燃性材料砌筑。暖風道和風硐應裝設兩道閘門，以便在井口著火時及時關閉，防治煙火入井。（4）每一礦井必須在地面設置消防水池和井下消防管路系統。井下消防管路系統應每隔100m設置支管和閥門。地面消防水池必須經常保存不少于200m3（5）每一礦井必須再井上、下設置消防材料庫，并符合下列要求：①地面消防材料庫應設在井口附近，并有鐵路直達井口，但不得設在井口房內；②井下消防材料庫應設在每一個生產水平的境地車場或主要運輸大巷中；③消防材料庫貯存的材料、工具的品種和數量，由礦長確定，并指定專人定期檢查和更換，非因處理事故不得動用。（6）抽放瓦斯的設施必須符合下列要求：①泵房必須用不燃性材料建筑，地面泵房雷電防護裝置，距井口和主要建筑物不得小于50m，并用柵欄或圍墻保護；②泵和泵房周圍20m范圍內，禁止有明火；③泵房內電氣設備、照明和其他電氣儀表用防爆型，否則，必須采取安全措施；④泵的吸氣側管路系統中，必須裝設有房回氣和防爆炸作用的安全裝置，并定期檢查，保持性能良好。4.2井下外因火災的預防井下外因火災的預防措施，包括加強火源管理、加強爆破和機電設備的管理。1）加強火源管理、嚴格用火制度（1）嚴禁攜帶煙草和點火物品下井。（2）井下嚴禁使用燈泡取暖和使用電爐。（3）井下不得隨意使用火、電焊，必須使用時，必須制度安全措施，并符合《安全規(guī)程》規(guī)定。（4）采用滾筒驅動帶式輸送機運輸時，必須使用阻燃輸送帶；必須裝設自動灑水裝置和防跑偏裝置；液力偶合器不準使用可燃性介質。（5）對于井下使用的潤滑油、棉紗、布頭和紙等，必須存放再蓋嚴的鐵桶內。用過的棉紗、布頭和紙，也必須放在蓋嚴的鐵桶內并由專人定期送到地點處理，不得亂扔亂放。（6）嚴禁將剩油、廢油潑灑再井巷或硐室內。（7）設置滅火器存放點。井下爆破器材庫、機電硐室、材料庫、境地車場、帶式運輸機、采掘工作面附近等都應備有滅火器材。（8）設置防火門。進風井口和進風平硐口都應裝設防火鐵門。2）加強爆破管理嚴禁裸露爆破，炮眼深度要夠，最小抵抗線要足，要采用水炮泥等。3）加強機電設備管理和維護避免其出現電火花引燃可燃物而產生火災。4.2.1電氣火災的預防措施電氣火災產生的原因很多，主要有：①灼熱的導線；②電網中導電部分各元件接觸不良；③變壓器油吸水；④電機車架空線斷落；⑤井下照明燈覆蓋煤塵；⑥保護裝置失靈；⑦設備、電纜的阻燃性差。針對電氣火災產生的原因，可以采取如下預防方法：（1）設置專職技術人員，掌握井下供電系統的阻抗，計算各處的短路電流，檢驗高低壓電氣設備及電纜的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，檢驗和整定供電系統中的各級繼電保護，使之靈敏、快速、可靠。（2）裝設完善的過流、過壓、漏電和接地等各種保護裝置。井下高壓電動機、動力變壓器的高壓控制設備，應具有短路、過負荷、接地和欠壓釋放保護。在井下由采區(qū)變電所、移動變電站或配電點引出的饋電線上，應裝設短路、過負荷和漏電保護裝置。低壓電動機的控制設備，應具備短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖保護裝置及遠程控制裝置。井下配電網路均應裝設過流、短路保護裝置。電壓在36V以上和由于絕緣損壞可能帶有危險電壓的電氣設備的金屬外殼、構架，鎧裝電纜的鋼帶（或鋼絲）、鉛皮或屏蔽護套等必須有保護接地。（3）按照允許溫升的條件正確選擇、使用和安裝電氣設備及電纜。在特定的工作場所，如在井下存在瓦斯、煤塵等易燃、易爆場所，必須按照專業(yè)的安全規(guī)程選用特制的電氣設備，如隔爆型電氣設備，以保證使用的安全性。為了防止電纜起火，必須選擇礦用阻燃電纜，電纜線路的連接和敷設要嚴格按照規(guī)范進行，不準許盤圈成堆或壓埋送電，在使用過程中防止線路的過負荷，以避免出現短路失火等現象。（4）為了防止低壓電網的短路及過負荷引起電氣火災，必須使用熔斷器、限流熱繼電器、電動機綜合保護等裝置。使用熔斷器時，應注意熔體額定電流與纜線最小截面的配合；使用限流熱繼電器時，應注意熱元件的選定和電磁元件的整定；使用電動機綜合保護時，應特別注意根據所保護電動機的額定電流來選定保護裝置的分檔和刻度電流，并注意短路保護的靈敏度檢驗。（5）電氣設備與電纜連接部分的接點不應松動，再運行中應經常檢查和修理，橡套軟電纜損壞處的修理應該用熱補。高壓電纜接線盒應采用經鑒定推廣的冷澆注電纜膠，取代易破裂的瀝青電纜膠。運行中需要經常拆開的橡套電纜接頭，必須使用插銷連接。此外，鎧裝電纜的黃麻外保護層最易被點燃，故井下硐室及木支架巷道一律不許用黃麻外護層的電纜。（6）變壓器油應定期取樣試驗，若其絕緣性能降低時，必須經過慮和再生處理提高其絕緣性能，并經耐壓試驗后才能試驗。（7）井下照明燈必須用保護罩或使用日光燈，因日光燈溫度低，不會引起煤塵燃燒。（8）在煤礦井下低壓系統中推廣試驗不延燃橡套電纜。（9）加強電氣火災的監(jiān)測。監(jiān)測電氣火災可以利用監(jiān)測裝置，這種裝置可以在電氣設備或動力電纜發(fā)生火災時迅速報警。一般用火災檢測線反應異常的溫度來作為檢測手段。（10）加強對井下電氣設備的管理，做好日常的檢查和維護工作。井下的各種電氣設備，要嚴禁超負荷運轉，確保電氣設備的正常使用。同時也要防止因設備內部的故障等原因導致設備起火。要定期檢查電纜線的絕緣程度及設備的運行完好狀況，并做好相應記錄。此外，應經常加強對礦井職工安全用電教育，防止人為造成電氣設備及線路的機械損傷造成漏電短路而引起火災等現象。加強礦井電氣管理，建立、健全井下各項規(guī)章制度，做好礦工的安全教育，提高防火意識，進行專項整治工作，消除電氣火災事故隱患，可以將電氣火災的隱患消滅在萌芽狀態(tài)[3]。4.2.2帶式輸送機火災的預防措施再許多大中型礦井中，特別隨著礦井機械化程度的提高，帶式輸送機的應用越來越廣泛，隨之而來的是帶式輸送機火災也越來越多。盡管阻燃膠帶愈來愈多地應用于井下，它具有比非阻燃膠帶高得多的防火特性，在無外加火源的情況下，燃燒不易自行蔓延。但值得注意的是，在外加火源加熱影響下，阻燃膠帶扔可能燃燒，因此扔必須實施有效的火災預防措施。帶式輸送機火災的根本原因是由于摩擦生熱引起的，而引起摩擦生熱的原因很多，歸納起來主要有：①驅動滾筒與膠帶間過度打滑；②托輥不轉；③輸送帶跑偏與膠帶機架摩擦；④轉換地點堆積物過多；⑤帶式輸送機過載；⑥膠帶阻燃性能差。膠帶火災與其它災害一樣，應該采取以防為主，防治結合的綜合措施。膠帶火災的預防措施主要有：（1）要使用阻燃膠帶。井下膠帶運輸要確保使用阻燃帶，嚴格杜絕非阻燃帶或經檢驗不合格的阻燃帶下井使用。（2）膠帶輸送機的各種保護裝置應齊全、可靠、動作靈敏。《煤礦安全規(guī)程》明確規(guī)定，采用滾筒驅動的膠帶輸送機必須裝設驅動輪防滑、煙霧報警、溫度保護和煤堆保護、自動灑水和防跑偏等裝置。由于大多數膠帶火災都要經過陰燃、明火和火勢蔓延等階段，如果膠帶輸送機的保護裝置靈敏可靠，就能在熱量積聚或陰燃階段報警，有關人員可以及時發(fā)現災情，并采取措施，防止事故。（3）加強輸送機各個運轉部位的日常維修保養(yǎng)，使其工作在良好狀態(tài)。機道應定時清理，尤其是機頭、機尾、轉載點；底膠帶要做到無可燃雜物，無浮煤、浮矸，無淤泥積水。液力耦合器必須使用合格的易熔塞，工作介質必須使用難燃液或水。（4）機頭、機尾、機道的消防設施要按有關規(guī)定配置，機頭要備有0.2m3以上的滅火沙和至少兩個以上合格滅火器，還要備有不低于25m長的消防軟管，整個機道要敷設防滅火水管，每隔50m留有管接頭或閥門，要保證水管24h有水并保持一定的水壓。平時對消防器材必須認真維護，使其在發(fā)生火災時能正常使用。同時要重視職工培訓工作。譬如小恒山礦膠帶火災事故中（1990年5月8日、雞西礦務局），滅火工具不配套，只有砂箱，沒有鐵鍬，第一臺膠帶輸送機交付使用時沒有鋪設供水管路，職工不會利用滅火器。這些因素都導致了火災初期滅火措施不力，從而造成了火勢的擴大[4]（5）加強對帶式輸送機火災的監(jiān)測，安裝各種傳感器對帶式輸送機機頭和壓緊滾等局部位置進行火情探測。4.2.3預防明火引火和炮火引火措施井下使用的礦燈必須符合國家有關規(guī)定；禁在井下用明火和明電（如普通白熾燈、普通日光燈和手電筒等）照明；嚴禁在井下吸煙、烤火及用燈泡或電爐等電器取暖。地面井口房、主要通風機房等附近20m內嚴禁煙火和堆放易燃材料；坑木場、矸石山距離進風井不得小于80m，坑木場距矸石山不得小于50m；嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》二百一十九條規(guī)定：“進風井口應裝設防火鐵門，防火鐵門必須嚴密并易于關閉，打開時不妨礙提升、運輸和人員通行，并應定期維修；如果不設防火鐵門，必須有防止煙火進入礦井的安全措施”。嚴禁火種、香煙等帶入井下；井下和井口房內不得從事電焊、氣焊和噴燈焊等作業(yè)，若須在井下主要進風巷和井口風房內焊接時，則必須按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定采用嚴格的安全措施，同時還必須安排瓦斯檢查員在場檢測瓦斯?jié)舛龋幌涝O施不全的地點，要準備足夠的砂子、水和滅火器，以防火災。井下和硐室內不準存放汽油、煤油和變壓器油等。井下使用及用過的潤滑油、棉紗、布頭等必須存放在蓋嚴的鐵桶內，并由專人定期送到地面處理，不準亂扔亂放。煤礦井下嚴禁使用黑火藥，只準使用煤礦許用炸藥；嚴禁不裝或少裝炮泥放炮；嚴禁用矸石、煤粉代替炮泥封堵炮眼；嚴禁放糊炮、放明炮；推廣使用水炮泥[5]。井下存放炸藥和易燃品的上方及附近嚴禁懸掛或放置電石燈。4.2.4礦井防滅火設施地面設立消防水池，消防水池的容量必須符合有關規(guī)定，井下設置完善的消防灑水管路系統，直達各個需進行消防灑水地點。建立井下、地面消防材料庫，設計時應明確井下、地面消防材料庫的設置地點，配備的消防器材的品種、規(guī)格、型號、數量和用途。在井下各采區(qū)、硐室內配置相應數量、種類的滅火器材，時準備消防列車。架線電機車運輸的巷道必須采用不燃性材料支護，井下機電硐室均應采用不燃性材料支護；其它地方在經濟和技術允許的情況下應盡量使用不燃性材料[5]。在井下機電硐室、開采容易自燃和自燃煤層的采區(qū)巷道中構筑防火門，這些門在平時敞開門扇，一旦發(fā)生火災即可將其關閉或加以封閉，起到控制火勢、隔離火區(qū)的作用4.3外因火災的處理礦井外因火災必須堅持以預防為主，但實際生產中各種事故隱患往往防不勝防，不可能做到萬無一失，因此在重視外因火災預防措施的同時還必須重視外因火災的救災處理措施，以形成完整的外因火災預防和救災處理系統。外因的發(fā)生是多方面原因引起的，由于發(fā)生的地點各不相同，要求處理的方法也就各不相同。外因火災處理的最基本目的就是將礦井火災的三要素（即熱源、可燃物、氧氣）中的一個、二個或全部因素消除。外因火災既有規(guī)律性，也有其特殊性，處理火災時既要有原則性，又要有靈活性。4.3.1火災應急救援預案系統的建立隨著我國政府對煤礦火災應急救援工作的重視,我國煤礦火災應急救援能力有了很大提高，為了更好利用人員、設備等資源，保證事故應急響應及時、搶救迅速有效，提高應急預案的啟動速度、執(zhí)行效率以及執(zhí)行的準確程度，提高管理的現代化、智能化、系統化水平，盡最大可能減少和降低事故發(fā)生時所造成的人身傷害和財產損失，建立一套火災事故應急救援預案系統具有十分重要的意義。一方面通過火災事故應急救援預案系統的日常學習和演練，提高員工防火災事故的安全意識，促進煤礦火災事故的防范工作，提高煤礦有效應對各種突發(fā)事件的能力，能做到處變不驚，臨危不懼；另一方面在一旦發(fā)生火災事故時，事故應急救援預案系統能提供完善的應急救援程序，加強各部門的聯動與配合，充分調動生產單位應急救援的各種資源，從而使救援工作有條不紊地開展，損失降到最低?；馂氖鹿蕬本仍A案系統主要包括：系統管理模塊、基礎信息管理模塊、地理信息和圖形管理模塊、應急救援輔助決策模塊、危險目標和危險源管理模塊、事故模擬演習模塊等。4.3.2電氣火災的處理發(fā)生電氣火災時，要先切斷電源，再選用不導電的器材如砂子、巖粉和四氯化碳等滅火器來撲滅。(1)用砂子、巖粉撲滅電氣火災。砂子、巖粉不導電，把它們撒向燃燒著的物體，使燃燒物體與空氣隔絕，可以撲滅電氣設備和電纜火災。(2)用四氯化碳滅火器滅火。該滅火器材的機體內盛有四氯化碳溶液，用時抽動泵將溶液抽射到燃燒物上，它接觸到火焰受高溫作用后生成比空氣重四倍的氣體，將燃燒物包圍使其與空氣隔絕，使燃燒的火焰被悶熄。四氯化碳溶液不導電而且對金屬物不銹蝕，所以它適用于撲滅電氣火災。但溶液揮發(fā)后具有使人麻醉的毒性，故在空氣不流通的地方使用后，應立即離開，以防中毒，它不適于在井下使用，對高處的火災使用也不能奏效。(3)用二氧化碳滅火機滅火。將二氧化碳高壓液化后裝入容器，同時只要打開開關，二氧化碳即從喇叭管中噴出。液態(tài)二氧化碳噴出后變成氣體時吸熱冷卻，并降低空氣中的氧含量而使火焰熄滅。二氧化碳不導電對機器也無腐蝕作用，故適用于撲滅電氣火災。4.3.3膠帶火災的處理(1)防止風流逆轉。傾斜巷道下行風流中發(fā)生火災由于熱浮力作用而產生火風壓，火風壓作用方向和風流方向相反，有可能造成主干風路的逆轉。雞西小恒山礦火災初期，該礦的1名領導就忽略了這一點，盲目帶領9名救護隊員進入發(fā)生火災的膠帶斜井探險，結果火風壓反風，全部人員遇難，進一步擴大了事故的損失。撲滅傾斜巷道下行風流火災，決不能停止通風機的運轉，必須采取措施，增加進風量，減少回風側風阻，防止風流逆轉。(2)建立防排煙系統。在某些有條件的礦井或重要采區(qū)，可設置遠控自動風門，建立完整的防排煙系統。膠帶燃燒時往往產生大量煙氣，可以通過開啟自動控制風門以控制煙氣的流動，從而控制火勢的進一步擴大。(3)災變時期可以因地制宜采取風流短路措施。開啟風門使風流短路常在救災工作中起到重要作用。概括起來有兩方面：在進風側打開風門使進風流短路，很容易控制發(fā)火巷道的進風量，從而控制火勢；在回風側，打開風門使回風流短路，可縮短排煙路徑，有利于迅速排除巷道內的煙霧。(4)建立礦井火災救災專家系統。使用專家系統對膠帶巷道易發(fā)火地點進行預先的計算機模擬，從而使指揮者做到對礦井膠帶巷道災變時期火勢發(fā)展和煙氣流動等情況心中有數，便于在災變突發(fā)時作出正確的決策。如在雞西小恒山膠帶火災事故中，礦領導沒有考慮到火風壓作用而造成的主干風道風流逆轉，若在平時利用礦井救災專家系統軟件進行火災模擬，了解火災時期的風流變化和產生的紊亂情況，就會避免錯誤決策而減少災變損失。另外，使用救災專家系統還可以科學地選擇最佳避災路線、滅火控風方案等。4.3.4進風井口火災的處理進風井口附近出現火災勢必要產生大量的煙霧和有害氣體。這些氣體受礦井通風機動力的作用很可能進入井下，直接威脅礦井安全和職工生命安全，所以一旦進風井口出現火災，必須采取有效的處理措施，主要有:（1）主要通風機反風；（2）關閉進風井口防火鐵門，或蓋住井口，井下設臨時密閉；（3）按災害預防及處理計劃的規(guī)定引導井下人員安全出井。如果進風井口被火包圍或進風井筒已有煙氣，應從回風井或其他進風井撤出；進風井口出現火災，處理時要想方設法阻止煙流隨風流進入井下，當然要采取滅火措施，迅速破滅火源。4.3.5進風井筒火災的處理著火時，對整個礦井的危害都比較大，如果火勢較大，產生的大量有毒有害氣體將隨著風流直接到達井下各作業(yè)地點，造成人員中毒，同時產生的火風壓也將直接影響整個礦井的通風系統。一般進風井筒出現火災，處理時可參照選用如下方法：（1）全礦井反風；（2）在反風不能實現，且不宜停止主要通風機運轉的情況下，要關閉防火鐵門，減少供風；（3）引導井下人員沿安全路線從其他進風井或回風井出井；（4）斜井著火時，在發(fā)火初期，火勢不大，可由上而下進入井筒探險、滅火；火勢增大后，不能由上而下進入井筒，應在反風成功后由下而上探險，直接滅火。（5）豎井井筒發(fā)生火災時，不能讓人員進入滅火，可從地面用高泡滅火機發(fā)高泡充滿井筒滅火。4.3.6井底車場火災的處理（1）全礦井反風；（2）及時通知井下人員從安全路線升井；（3）中央并列式通風的礦井，可使進、回風短路，將煙流直接排除地面；（4）在井底車場水源充足的條件下，利用通往火源的一切道路，集中人力和物力，直接滅火和防止火災蔓延；（5）為防止混凝土支架和砌碹巷道上面的木剁燃燒，可再碹上打眼或破碹，設置水幕；（6）回風井井底發(fā)生火災時，應保持正常風向，在可燃氣體不會聚集到爆炸限度的前提下，可減少進入火區(qū)的風量。4.3.7進風大巷火災的處理（1）實行全礦井反風；（2）利用現場的條件積極進行直接滅火；（3）實行短路通風，將火災煙流引入回風道；（4）進風大巷發(fā)生火災，應在火源前增阻，減少火源的供風；火源下風側盡快清楚可燃物；4.3.8采區(qū)主要進風巷火災的處理（1）利用現場條件積極直接滅火，為防止火勢擴大，在火源的上風側可懸掛風障，減少風量；（2）條件允許時，應設法阻斷火勢蔓延通路，如火勢較小，頂板完好時，可迅速拆除木支架阻斷火勢；（3）在傾斜巷道上行風流中發(fā)貨時，采取減風、直接滅火、暢通排煙通道等措施，防止旁側支路風流逆轉。采取減少風量措施時，要防止造成災區(qū)貧氧和瓦斯積聚；（4）火災發(fā)生再采區(qū)的上行風路中，在排煙的道路上，在不威脅到集中工作地點或人員已經撤出的情況下，擔負火災通風的主要通風機不能降壓或停止運轉；（5）傾斜巷道下行風流中發(fā)火時，要積極滅火，最好能將風流反向或盡早引向回風巷，防止主干支路風流逆轉；（6）立即將火源點會封測的水幕打開，實行噴霧、灑水降溫；（7）有條件時可進行局部反風，防止煙流進入采區(qū)內；（8）破滅傾斜巷道下行風流火災，必須采取措施，增加進入的風量，減少回風的風阻，防止煙流逆轉，但決不能停止通風機運轉；如果火風壓過大，傾斜巷道的風流逆轉不可避免時，最好能在火源上風側尋找一條短路路徑，使逆退的煙流盡快排往回風系統；（9）在傾斜巷道滅火時，可利用中間巷道、聯絡巷等接近火源直接滅火。不能接近火源時，可利用礦車、箕斗將噴水器下到巷道中滅火，也可發(fā)射高倍數泡沫進行遠距離滅火；（10）處理火災過程中，所以痛網管火區(qū)的路口都應設置柵欄，懸掛警標或派專人守護，防止非救災人員進入。4.3.9采煤工作面火災的處理在處理采煤工作面火災時，極易引起瓦斯煤塵爆炸。整個滅火工作除一般要在維持正常通風情況下進行外，還必須做到：（1）要有效地利用滅火器和防塵水管，從進風側滅火。（2）急傾斜煤層采煤工作面著火時，不可在火源上方滅火，防止水蒸汽傷人；也不得在火下方滅火，防止滅火區(qū)塌落物傷人；而要從側面即工作面煤壁或采空區(qū)方向利用保護臺板和保護蓋接近火源滅火。（3）采煤工作面瓦斯燃燒時，要增大工作面風量，并利用干粉滅火器、砂子、巖粉等滅火，滅火人員要分布開。撲滅上隅角瓦斯燃燒時，要謹防將火焰逼入采空區(qū)。（4）從進風側滅火難以取得效果時，應采取局部反風，從回風側滅火，但進風側要設置水幕。下行通風的采煤工作面發(fā)生火災時，應采取有效措施，如增加工作面風量、保持回風系統暢通等，避免風流逆轉。當礦井火災發(fā)展到不能直接撲滅時，應迅速隔絕，即迅速在通向火區(qū)的巷道中建筑密閉墻，切斷向火區(qū)的供風。在外因火災中，綜采采區(qū)內的電纜和膠帶是火災的主要危險物，它們處于進風流中，一旦發(fā)生火災，火勢就會迅速向工作面方向發(fā)展。它常會燃燒巷道支架，造成巷道塌落，因而難以從火源的外側接近火源，進行直接滅火。如果從逆風流方向滅火，又會直接威脅救火人員的生命安全。即使實行停風，火風壓也會促使風流和火勢繼續(xù)引向工作面；而且停風又會造成瓦斯積聚，導致瓦斯爆炸，所以最有效的辦法是實現采區(qū)內部反風。但要注意到：一是要在火源的外側設置水簾，避免反風后火災向外發(fā)展的可能性；二是反風前一定要在工作面和回風巷進行瓦斯檢測，不要使風流中的超限瓦斯因反風而引入火源，以防發(fā)生瓦斯爆炸。現有大部分綜采采區(qū)不能進行反風，或需臨時補加一些巷道工程才能進行，這對防治外因火災是非常不利的。所以建議在綜采采區(qū)或綜采工作面設計時，應重視局部反風系統的建設。如圖1為一個緩傾斜厚煤層傾斜分層走向長壁跨上山開采的巷道系統，它具有綜采工作面的局部反風能力。1-運輸上山；2-軌道上山；3-工作面回風巷；4-工作面運輸巷；5、6-聯絡巷；7、8-聯絡巷；9-煤倉圖1某綜采工作面局部反風系統正常情況下，打開風門（2）（3）關閉風門（1）（4），風流按1→7→5→4→工作面→3→6→2進入回風大巷；反風情況下，打開風門（1）（4）關閉風門（2）（3），風流按1→8→6→3→工作面→4→5→2進入回風大巷。由此可見，通過風門（1）（2）（3）（4）的啟閉，就可以很方便地控制風流的方向。4.3.10硐室火災的處理井下機電硐室比較容易發(fā)生火災，《煤礦安全規(guī)程》對井下機電硐室防火要求比較多。永久性中央變電所和井底車場內的其他機電設備硐室應砌碹。采區(qū)變電所應用不燃性材料支護。采掘工作面配電點應使用專用硐室，并用不燃性材料支護。井底車場內的中央變電所和水泵房硐室必須裝設向外開的防火鐵門。處理硐室火災可采用如下方法：（1）切斷硐室內電源；（2）使用硐室內存放的消火器材，如滅火器、沙等，進行直接滅火；（3）硐室火災難以破滅時，應立即關閉防火門進行隔絕，然后采用水、滅火器、高泡滅火等措施，破滅硐室火災；（4）硐室無防火門是，應采取掛風障控制如風；（5）爆炸材料庫著火時，應首先將雷管運出，然后將其他爆炸材料運出，如因高溫運不出時，要關閉防火門，退往安全地點；（6）絞車房著火時，應將火源下方的礦車固定，防止燒斷鋼絲繩，造成跑車事故；（7）蓄電池機車房發(fā)成火災時，為防止氫氣爆炸，應立即停止充電，加強通風并及時將蓄電池運出硐室；（8）硐室火災產生大量煙霧時，應敞開硐室專用回風道調節(jié)風窗或排煙通路上通往總回風的風門，時煙流短路；（9）當敞開硐室專用回風道的調節(jié)風窗后，扔有煙霧外溢，或者著火硐室位于礦井總回風道，應反風或風流短路；著火硐室位于礦井一翼或采區(qū)總進風所經兩巷連接處，在條件具備時，采用短路通風或局部反風。4.3.11獨頭掘井巷道火災的處理獨頭掘進巷道的火災多是由于小型電器設備的電火花、工作面爆破等原因引起的，獨頭掘進巷道發(fā)生火災只能從一個方面接近火源。獨頭巷道火災處理主要基于三方面的考慮：一是如何控制局部通風機；二是如何防止瓦斯爆炸；三是如何防止火災擴大。局部通風機的控制是關鍵，無論是低瓦斯礦井，還是高突礦井，獨頭平巷掘進巷道火災處理時，不準停止局部通風機運轉，救災人員應派專人守住局部通風機，保持正常運轉。如果發(fā)火后局部通風機已停止，火災處理過程中則不要開動，并派專人看管。待經過詳細偵查判明情況后，再決定局部通風機的停開。注意查清發(fā)火巷道入口處進、回風側有無積存瓦斯的地方。若有，應先行封閉，避免引起瓦斯爆炸。特別是在發(fā)火巷道回風側有積存瓦斯的地點時，產生爆炸的可能性較大，應先予封閉。同時，要注意發(fā)火巷道周圍有無斷層、破碎帶、裂隙、舊巷等，若有也要格外小心，防止這些地方的瓦斯涌出，造成瓦斯爆炸?；蛘呋馂耐ㄟ^這些通道向周圍擴散。撲滅獨頭巷道火災時，必須遵守下列規(guī)定：（1）火災發(fā)生在煤巷迎頭、瓦斯?jié)舛炔怀^2％時，可在通風的情況下采用干粉滅火器、水等直接滅火。滅火后，必須仔細清查陰燃火點，防止復燃。如瓦斯?jié)舛瘸^2％且仍在繼續(xù)上升，要立即把人員撤到安全地點，遠距離進行封閉；（2）火災發(fā)生再煤巷的中段時，滅火過程中必須檢測流向火源的瓦斯?jié)舛?，防止瓦斯經過火源點，如果情況不清應遠距離封閉。若火災發(fā)生在上山中段時，不得直接滅火，要在安全地點進行封閉；（3）上山煤巷發(fā)生火災時，不管火源在什么地點，如果局部通風機已經停止運轉，在無需救人時，嚴禁進入滅火或偵查，而要立即撤出附近人員，遠距離進行封閉；（4）火源在下山煤巷迎頭時，若火源情況不清，一般不要進入直接滅火，應進行封閉。4.3.12回風大巷火災的處理回風大巷發(fā)生火災事故時，受威脅人員較少，因此處理此處火災要把少數回風側的人員立即撤出，實行直接滅火。滅火時要注意如下要點：（1）一般不能改變分流方向，但必要時可減少風量以控制火勢；（2）火源進風側有較大的瓦斯源時，應立即封閉，防止火源點瓦斯?jié)舛仍龃髸r，出現爆炸事故；（3）火災處理結束后，應立即暢通此處巷道，以保持礦井通風系統的正常。4.3.13回風井筒火災的處理回風井筒火災盡管不易造成人員傷亡，但會影響礦井通風，也會影響風井井口建筑物及人員的安全，此處火災吃了應注意如下要點：（1）回風井筒發(fā)生火災，保持風流方向不變；（2）為控制火勢，可減少風量。控制入風防火門，人員撤出后可停止主要通風機；（3）多風井多風機通風時，發(fā)生火災區(qū)域回風井的主要通風機不能停風。4.3.14礦井火災的自救方法火災是無情的。礦井火災不僅能引起瓦斯、煤塵爆炸，還可以產生“火風壓”使風流逆轉，造成通風系統紊亂。而且礦井發(fā)生火災后，產生大量劇毒一氧化碳氣體，使井下人員中毒傷亡。如果火災范圍很大，或者火勢很猛，現場人員已無力搶救時，應進行自救避災：（1）迅速