2023/1/14礦井火災防治理論與技術(shù)主講教師：潘榮錕博士

河南理工大學Email:prk2008@126.com2023/1/14第四章礦井外因火災防治2023/1/141外因火災

第四章礦井外因火災的預防

外因火災的主要特點是突然發(fā)生，來勢迅猛，發(fā)生的時間與地點出乎意料之外。正是由于這種突發(fā)性和意外性，常會使人們驚慌失措而釀成惡性事故。

如1978.2.15吉林東富煤礦火災事故

（68人死亡）

1976.8.13新密王莊煤礦火災事故（92人死亡）

據(jù)統(tǒng)計，重大惡性火災事故90％以上是由外因火災所引起，外因火災約占火災總數(shù)的25-30％，但是犧牲于外因火災的人數(shù)卻占總數(shù)的65％。

由此可見，決不能由于外源火災的比率較小而不予重視，疏于防范。尤應注意的是，隨著采掘機械化程度的提高，外因火災比率有上升的趨勢，機電峒室、電纜、皮帶運輸機和綜采設備火災事故近幾年來多次發(fā)生，礦井蒙受的經(jīng)濟損失是巨大的。外因火災的防治主要應從兩個方面著手，一是防止失控的高溫熱源；其次是在井下盡量采用不燃或耐燃的材料與制品。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防近年來典型煤礦火災事故：2014年11月26日，遼寧阜新礦業(yè)恒大礦發(fā)生1.9級礦振誘發(fā)瓦斯燃燒爆炸事故，造成24人遇難。2014年6月3日，重慶萬盛南桐礦業(yè)公司硯石臺煤礦井下4406S2回采工作面發(fā)生一起重大事故，造成22人遇難，事故直接原因是：采煤工作面下隅角采空區(qū)內(nèi)混有硫鐵礦結(jié)核的煤自燃，誘發(fā)采空區(qū)內(nèi)積聚的瓦斯發(fā)生爆炸。2013年3月29日，吉林省吉煤集團八寶煤礦在處理火區(qū)過程中連續(xù)發(fā)生瓦斯爆炸，共造成36人遇難，事故直接原因是：八寶煤礦防滅火措施不落實，采空區(qū)漏風，煤炭自燃發(fā)火，引起采空區(qū)瓦斯爆炸。2011年7月6日，山東省棗莊市薛城區(qū)防備煤礦發(fā)生井下空氣壓縮機火災事故，造成28名礦工遇難。2010年7月17日，陜西渭南市韓城市小南溝煤礦副斜井井底動力電纜著火發(fā)生火災事故，造亡成28人遇難。

2010年1月5日，湖南省湘潭市湘潭縣發(fā)生一起煤礦電纜起火事故，27名礦工遇難。2023/1/141外因火災事故案例

第四章礦井外因火災的預防國內(nèi)外有記載的重大惡性火災事故90％以上屬外因火災引起。1950年，英國的克利威爾煤礦因輸送機膠帶破損，摩擦起火，造成80人死亡。1956年比利時Bois-De-Cazter煤礦進風井筒火災，曾造成263人死亡，礦井被迫關閉。1961年捷克的Dukla煤礦井下發(fā)生的帶式輸送機著火，曾造成108人死亡。1990年5月8日，黑龍江省雞西市小恒山煤礦因膠帶火災死亡80人，傷23人，直接經(jīng)濟損失567萬元。2023/1/141外因火災

第四章礦井外因火災的預防1994年8月3日，平頂山礦務局八礦丁戊四采區(qū)一條鋼芯繩強力膠帶因摩擦起火，將膠帶輸送機燒毀后又引燃部分巷道，致使多名礦工遇難，損失巨大。

1995年12月5日16時20分，大屯煤電公司姚橋礦-400m水平東翼膠帶輸送機大巷發(fā)生特大膠帶輸送機火災事故，燒毀膠帶8500m，造成27人死亡。1997年，準格爾露天煤礦輸送機走廊發(fā)生膠帶輸送機火災，直接經(jīng)濟損失達100余萬元。2000年11月2日凌晨，江西省豐城礦務局坪湖煤礦因主皮帶暗斜井皮帶著火發(fā)生重大井下火災事故，造成10余人遇難。2023/1/141外因火災

第四章礦井外因火災的預防

外因火災是由外部火源（明火、電火花、爆破火花、摩擦生熱等）引起的，這類火災的主要特點是突然發(fā)生，來勢迅猛，發(fā)生的時間與地點出人意料之外。正是由于這種突發(fā)性和意外性，常會使人們驚慌失措而造成惡性事故。

一切能夠產(chǎn)生高溫、明火、火花的以及出可燃材料制成的器材和設備，如使用不當部可能引起外因火災。

在現(xiàn)代化裝備的大型礦井中，絕大多數(shù)外因火災是由于機電設備質(zhì)量不高，安裝不良，又缺乏嚴格的檢修、維護制度，長期帶病運行而引起。

機械化程度較低的中小煤礦、地方煤礦，爆破和明火是造成外因火災的主要原因。2023/1/141外因火災事故案例

第四章礦井外因火災的預防2015年5月25日，河南平頂山市魯山縣康樂園老年公寓（鐵皮泡沫）發(fā)生火災,造成38人死亡、6人受傷。當環(huán)境中CO的濃度超過100ppm(100×10-6)時，人體就會產(chǎn)生頭暈、乏力等不適感；隨著CO濃度的增加，會進一步產(chǎn)生頭痛、嘔吐、昏迷等癥狀；當CO濃度超過600ppm時，短期內(nèi)會引起窒息死亡。2023/1/141外因火災事故案例

第四章礦井外因火災的預防事故原因：根據(jù)初步調(diào)查，事故的直接原因涉及電路老化、安全隱患整治不徹底、消防檢查管控不到位等多方面著火的房屋均為鐵皮板房，這些鐵皮屋墻體夾層多由泡沫板填充，俗稱“鐵皮泡沫屋”，易燃燒。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防煤礦常見的外因火源主要有以下幾種：

1)電能熱源。電(纜)流短路或?qū)w過熱；電弧電火花；烘烤(燈泡取暖)；靜電等。下表為我國部分電氣火災發(fā)火原因統(tǒng)計表。1外因火災

2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防煤礦常見的外因火源主要有以下幾種：

2)機械設備運轉(zhuǎn)不良造成的摩擦熱如膠帶與滾筒摩擦、膠帶與碎煤摩擦以及采掘機械截齒與砂巖摩擦等。3)不正確的爆破作業(yè)形成的爆炸火焰

放明炮、糊炮、裝藥密度過大或過小、鉆孔內(nèi)有水、炸藥受潮以及封孔炮泥長度不夠或用可燃物(如煤粉、炸藥包裝紙等)代替炮泥等違反爆破操作規(guī)程的操作都有可能發(fā)生爆燃。放炮引起瓦斯燃燒或爆炸的例子在我國時有發(fā)生。

例如，1980年12月8日徐州局韓橋礦夏橋井1704工作面，采用四芯線一次聯(lián)三炮短時間間隔放炮，由于封孔炮泥長度過小，產(chǎn)生爆燃，引起煤塵爆炸。

1外因火災

2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防

4)液壓聯(lián)軸器噴油著火引燃周圍可燃物，造成多起火災。

例如，銅川礦務局徐家溝礦用銻錫合金的保險絲代替易熔合金安全塞；安陽銅冶礦用鐵絲代替易熔合金安全塞，都形成了重大的火災事故．造成多人傷亡。

5)明火(高溫焊碴、吸煙)。明火也是產(chǎn)生外因火災的重要原因之一。明火主要產(chǎn)生于加熱器、噴燈、焊接和切割作業(yè)，煙頭也時有釀成火災的可能。6)瓦斯、燃塵爆炸1外因火災

2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防礦井外因火災傷亡事故圖

2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防礦井外因火災傷亡事故圖(續(xù))

2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防

外因火災的防治主要應從兩個方面著手：一是防止失控的高溫熱源；其次是在井下盡量采用不燃或耐燃的材料與制品。在礦井里失控的高溫熱源有：電器過負荷運行、短路產(chǎn)生的電弧、電火花；不正確的爆破作業(yè)形成的爆炸火焰；機械設備運轉(zhuǎn)不良造成的過熱或摩擦火花，違章吸煙、使用電爐、燈泡取暖、電焊、氣焊、噴燈熔斷與焊接以及瓦斯、煤塵爆炸、壞人的陰謀縱火等而出現(xiàn)的明火。

2外因火災防治

2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2外因火災防治

2.1我國的消防方針

《中華人民共和國消防條例》規(guī)定，消防工作實行“預防為主，消防結(jié)合”的方針。

所謂預防為主，即是在消防工作中堅持重在預防的指導思想，在設計、生產(chǎn)和日常管理工作中應嚴格遵守有關防火的規(guī)定，把防火放在首位。消防結(jié)合，即是在預防的同時積極做好滅火的思想、物質(zhì)和技術(shù)準備。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2外因火災防治

2.2防火對策火災的防治可以采取下列三個對策：

1)技術(shù)(Engineering)對策技術(shù)對策是防止火災發(fā)生的關鍵對策。它要求從工程設計開始，在生產(chǎn)和管理的各個環(huán)節(jié)中，針對火災產(chǎn)生的條件，制定切實可行的技術(shù)措施。技術(shù)對策可分為：

(1)災前對策災前對策的主要目標是破壞燃燒的充要條件，防止起火；其次是防止已發(fā)生的火災擴大。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2.2防火對策

A．防止起火。主要對策有：①確定發(fā)火危險區(qū)——潛在火源和可燃物共同存在的地方，加強明火與潛在高溫熱源的控制與管理，防止火源產(chǎn)生;②消除燃燒的物質(zhì)基礎。井下盡量不用或少用可燃材料，采用不燃或阻燃材料和設備，例如使用阻燃風筒、阻燃膠帶，支架非木質(zhì)化;③防止火源與可燃物接觸和作用。在潛在高溫熱源與可燃物問留有一定的安全距離;④安裝可靠的保護設施，防止?jié)撛跓嵩崔D(zhuǎn)化為顯熱源。例如，變電所安裝過電流保護裝置，防止電纜短路.2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2.2防火對策

B．防止火災擴大①有潛在高溫熱源的前后10m范圍內(nèi)應使用不燃支架；②劃分火源危險區(qū)，在危險區(qū)的兩端設防火門；礦井有反風裝置，采區(qū)有局部反風系統(tǒng)；③在有發(fā)火危險的地方，設置報警、消防裝置和設施；④在發(fā)火危險區(qū)內(nèi)設避難硐室。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2.2防火對策

(2)災后對策主要有：①報警。采集處于萌芽狀態(tài)的火災信息，發(fā)出報警；②控制。利用已有設施控制火勢發(fā)展，將非災區(qū)與災區(qū)隔離；③滅火。迅速采取有效措施滅火方法；④避難。使災區(qū)受威協(xié)的人員盡快選擇安全路線逃離災區(qū)，或撤至災區(qū)內(nèi)預設的避難硐室等待救援。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2.2防火對策

2)教育(Education)對策

教育對策包括：

知識、技術(shù)和態(tài)度教育三個方面。

3)管理(法制(Enforcement))對策制定各種規(guī)程、規(guī)范和標準，且強制性執(zhí)行。這三種對策簡稱“3E”對策。前兩者是防火的基礎，后者是防火的保證。如果片面地強調(diào)某一對策都不能收到滿意的效果。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2.3《煤礦安全規(guī)定》的規(guī)定

第二百一十六條木料場、矸石山、爐灰場距離進風井不得小于80m。木料場距離矸石山不得小于50m。不得將矸石山或爐灰場設在進風井的主導風向上風側(cè)，也不得設在表土10m以內(nèi)有煤層的地面上和設在有漏風的采空區(qū)上方的塌陷范圍內(nèi)。

第二百一十七條新建礦井的永久井架和井口房、以井口為中心的聯(lián)合建筑，必須用不燃性材料建筑。對現(xiàn)有生產(chǎn)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。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2外因火災防治

第二百一十八條礦井必須設地面消防水池和井下消防管路系統(tǒng)。井下消防管路系統(tǒng)應每隔100m設置支管和閥門，但在帶式輸送機巷道中應每隔50m設置支管和閥門。地面的消防水池必須經(jīng)常保持不少于200m3的水量。如果消防用水同生產(chǎn)、生活用水共用同一水池，應有確保消防用水的措施。開采下部水平的礦井，除地面消防水池外，可利用上部水平或生產(chǎn)水平的水倉作為消防水池。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2外因火災防治

第二百一十九條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。第二百二十條井口房和通風機房附近20m內(nèi)，不得有煙火或用火爐取暖。通風機房位于工業(yè)廣場以外時，除開采有瓦斯噴出區(qū)域的礦井和煤（巖）與瓦斯突出礦井外，可用隔焰式火爐或防爆式電熱器取暖。暖風道和壓入式通風的風硐必須用不燃性材料砌筑，并應至少裝設2道防火門。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2外因火災防治

第二百二十一條井筒、平硐與各水平的連接處及井底車場，主要絞車道與主要運輸巷、回風巷的連接處，井下機電設備硐室，主要巷道內(nèi)帶式輸送機機頭前后兩端各20m范圍內(nèi)，都必須用不燃性材料支護。在井下和井口房，嚴禁采用可燃性材料搭設臨時操作間、休息間。

第二百二十二條井下嚴禁使用燈泡取暖和使用電爐。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2外因火災防治

第二百二十三條井下和井口房內(nèi)不得從事電焊、氣焊和噴燈焊接等工作。如果必須在井下主要硐室、主要進風井巷和井口房內(nèi)進行電焊、氣焊和噴燈焊接等工作，每次必須制定安全措施，并遵守下列規(guī)定：（一）指定專人在場檢查和監(jiān)督。（二）電焊、氣焊和噴燈焊接等工作地點的前后兩端各10m的井巷范圍內(nèi)，應是不燃性材料支護，并應有供水管路，有專人負責噴水。上述工作地點應至少備有２個滅火器。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2外因火災防治

（三）在井口房、井筒和傾斜巷道內(nèi)進行電焊、氣焊和噴燈焊接等工作時，必須在工作地點的下方用不燃性材料設施接受火星。

（四）電焊、氣焊和噴燈焊接等工作地點的風流中，瓦斯?jié)舛炔坏贸^0.5%，只有在檢查證明作業(yè)地點附近20m范圍內(nèi)巷道頂部和支護背板后無瓦斯積存時，方可進行作業(yè)。

（五）電焊、氣焊和噴燈焊接等工作完畢后，工作地點應再次用水噴灑，并應有專人在工作地點檢查1h，發(fā)現(xiàn)異狀，立即處理。

（六）在有煤（巖）與瓦斯突出危險的礦井中進行電焊、氣焊和噴燈焊接時，必須停止突出危險區(qū)內(nèi)的一切工作。

煤層中未采用砌碹或噴漿封閉的主要硐室和主要進風大巷中，不得進行電焊、氣焊和噴燈焊接等工作。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防2外因火災防治

第二百二十四條井下使用的汽油、煤油和變壓器油必須裝入蓋嚴的鐵桶內(nèi)，由專人押運送至使用地點，剩余的汽油、煤油和變壓器油必須運回地面，嚴禁在井下存放。

井下使用的潤滑油、棉紗、布頭和紙等，必須存放在蓋嚴的鐵桶內(nèi)。用過的棉紗、布頭和紙，也必須放在蓋嚴的鐵桶內(nèi)，并由專人定期送到地面處理，不得亂放亂扔。嚴禁將剩油、廢油潑灑在井巷或硐室內(nèi)。井下清洗風筒工具時，必須在專用硐室進行，并必須使用不燃性和無毒性洗滌劑。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防3外因火災防治技術(shù)對策

外源火災的前期及時發(fā)現(xiàn)是防止發(fā)展，控制其危害的一個重要方面。

溫升變色涂料就是早期發(fā)現(xiàn)電氣設備發(fā)熱的指示標志。將這些涂料涂敷在電機的外殼或機械設備的易發(fā)熱部位，一旦溫升超出額定值即會變色給人以預留；當溫度下降到正常值，則又恢復原色。

黃色碘化汞（HgI）為主體的變色涂料，當涂敷物的溫度由常溫升到54~82℃時即變?yōu)榻奂t色;

以紅色碘化汞(HgI2)為主體的涂料、溫度上升到127℃時變?yōu)辄S色，溫度下降后又恢復原色。

其它預害電氣機械設備溫升的尚有以易熔合金，熱敏電阻等制成的感溫元件，而且將這些元件與滅火裝置聯(lián)動，可以在發(fā)生火災時自動啟動滅火。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防3外因火災防治技術(shù)對策

如前所述，預防火災發(fā)生有兩個方面；一是防止火源產(chǎn)生；—是防止已發(fā)生的火災事故擴大，以盡量減少火災損失。1）防止火災產(chǎn)生(1)防止失控的高溫熱源產(chǎn)生利存在。技《規(guī)程》及其執(zhí)行說明要求嚴格對高溫熱源、明火和潛在的火源進行管理。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防3外因火災防治技術(shù)對策

(2)盡量不用或少用可燃材料，不得不用時應與潛在熱源保持一定的安全距離。(3)防止產(chǎn)生機電火災。(4)防止摩擦引燃；①防止膠帶摩擦起火。膠帶輸送機府具有可靠的防打滑、防跑偏超負荷保護和抽承溫升控制等綜合保護系統(tǒng)；②防止摩擦引燃瓦斯。(5)防止高溫熱源和火花與可燃物相互作用。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防3外因火災防治技術(shù)對策

2）防止火災蔓延的措施限制已發(fā)生火災的擴大和蔓延，是整個防火措施的重要組成部分。火災發(fā)生后利用已有的防火安全設施，把火災局限在最小的范圍內(nèi)，然后采取滅火措施將其熄滅，對于減少火災的危害和損失是極為重要的。其措施有：①在適當?shù)奈恢媒ㄔ旆阑痖T，防止火災事故擴大。②每個礦井地面和井下都必須設立消防材料庫。③每一礦井必須在地面設置消防水池，在井下設置消防管路系統(tǒng)。④主要通風機必須具有反風系統(tǒng)或設備，反風設施，并保持其狀態(tài)良好。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防4膠帶輸送機火災

膠帶輸送機火災是指發(fā)生在膠帶輸送機運輸膠帶上的火災。膠帶輸送機火災發(fā)生的原因很多，歸納起來為:

膠帶摩擦、電器故障、其他原因三方面。

運輸膠帶由于跑偏、打滑、運行阻滯與主動滾摩擦、托滾滯動、膠帶在運行中與其他物件的摩擦生熱等是礦井膠帶火災發(fā)生的主要原因，膠帶輸送機因位于進風順槽，若報警或救災不及時不僅大大增加撲滅火災的難度，而且有毒、有害氣體可能迅速傳遍各工作面，引起災害擴大，所以膠帶輸送機火災比一般燃料如木材、煤火災危險性大得多，是礦井火災防治的重點。

2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防4膠帶輸送機火災2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防4膠帶輸送機火災防治技術(shù)

1）膠帶輸送機自動噴淋防火系統(tǒng)MPZ-1型礦用膠帶輸送機自動滅火裝置有電源及控制箱、手動閥、供水壓力傳感器、電磁閥、溫度傳感器、紫外線火焰探測器、聲光報警器、CO傳感器、信號速差傳感器、水噴射滅火管路系統(tǒng)、泡沫噴射滅火管路系統(tǒng)、泡沫罐等組成。

2）自動噴淋防火系統(tǒng)的目的和功能研究自動噴淋系統(tǒng)在于結(jié)合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)達到以下三個目的：(1)熄滅火勢較小的膠帶輸送機火災；(2)減少膠帶輸送機火災煙霧生成，減緩膠帶火災的蔓延，控制火勢發(fā)展；(3)便于火源下風流的人員安全撤退，如條件許可，便于救護人員救災。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防4膠帶輸送機火災防治技術(shù)3）水幕群噴頭布置為了保證膠帶輸送機火災初期得以控制，自動噴淋系統(tǒng)中水幕群噴頭的布置及水量必須達到一定要求，噴頭布置如圖所示。其中在膠帶上方及兩側(cè)順膠帶各布置一道水幕。自動控制灑水方式的部件連接2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防4膠帶輸送機火災防治技術(shù)自動控制灑水方式的部件連接2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防4膠帶輸送機火災防治技術(shù)2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防5礦井電氣火災防治5.1礦井電氣火災特征分析

隱蔽性強

由于漏電與短路通常都發(fā)生在電器設備內(nèi)部及電線的交叉部位，因此電氣起火的最初部位是看不到的.隨機性大

礦井中電氣設備布置分散，發(fā)火位置很難進行預測，并且起火時間和概率都很難定量化。

燃燒速度快

電纜著火時，由于短路或過流時的電線溫度特別高，導致火焰沿著電線燃燒的速度非?？?；撲救困難

電線或電氣設備著火時一般是在其內(nèi)部，看不到起火點，且不能用水來撲救，所以帶電的電線著火時不易撲救。損失程度大

電氣火災的發(fā)生，通常不僅會單純導致電氣設備的損壞，而且還將殃及井下眾多生產(chǎn)設備。2023/1/14

第四章礦井外因火災的預防5礦井電氣火災防治5.