澳大利亞煤礦火災(zāi)控制與救援發(fā)言人：陳富慶2004年11月澳大利亞采煤歷史澳大利亞煤炭資源分布及儲(chǔ)量澳大利亞煤炭生產(chǎn)現(xiàn)狀澳大利亞煤炭出口情況1澳大利亞煤炭工業(yè)概況

1788開始煤礦研究1791年發(fā)現(xiàn)第一塊煤田1797年在新南威爾士州煤炭初次開采1799年8月煤炭首次出口于印度1.1澳大利亞煤炭史正在開采區(qū)經(jīng)濟(jì)開展區(qū)已探明區(qū)1.2澳大利亞煤炭資源分布圖

澳大利亞的煤田和煤產(chǎn)地主要分布在東部太平洋沿岸200km范圍內(nèi)的一系列盆地中。優(yōu)質(zhì)煉焦煤主要分布在新南威爾士州的悉尼煤田和昆士蘭州的鮑恩煤田及克拉倫斯-莫爾頓煤田。次煙煤主要分布在南澳大利亞和西澳大利亞。褐煤主要分布在維多利亞。

1.2.1主要煤種分布區(qū)域

澳大利亞煤炭資源極其豐富，可采煤炭?jī)?chǔ)量909.4億t，占世界可采煤炭總儲(chǔ)量的8.8%，其中無(wú)煙煤和煙煤可采儲(chǔ)量45.34Gt，次煙煤和褐煤可采儲(chǔ)量45.6Gt，位居美國(guó)、中國(guó)之后排世界第三位。澳大利亞煤炭?jī)?chǔ)量可供開采364年，人均可采儲(chǔ)量5038.2t，這兩項(xiàng)指標(biāo)均居世界第一位。澳大利亞主要煤田有：鮑恩煤田、悉尼煤田和拉特羅布谷煤田。

澳大利亞煤炭資源主要分布在新南威爾士州和昆士蘭州。

1.2.2煤炭資源儲(chǔ)量澳大利亞能源以煤炭為主，在一次能源產(chǎn)量構(gòu)成中煤炭占70%。澳大利亞一次能源消費(fèi)量平均年增長(zhǎng)率2.3%，煤炭占一次能源消費(fèi)量的44.1%。澳大利亞現(xiàn)有的石油可采儲(chǔ)量在不久的將來(lái)將被采完，而探明的煤炭?jī)?chǔ)量，按目前開采能力可開采364年，因此煤炭在能源系統(tǒng)中占有重要地位。1.2.3煤炭在能源系統(tǒng)的地位采煤方法煤炭產(chǎn)量產(chǎn)煤工效死亡率1.3澳大利亞煤炭生產(chǎn)現(xiàn)狀1.3.1采煤方法井下開采房柱式開采短壁式開采長(zhǎng)壁式開采露天開采倒推開采礦坑開采1.3.2煤炭產(chǎn)量地下開采大約9,200萬(wàn)露天開采大約25,300萬(wàn)噸長(zhǎng)壁開采大約8,000萬(wàn)噸最好的長(zhǎng)壁工作面產(chǎn)量為5.8百萬(wàn)噸〔2003年4月〕最大的綜采面寬度為227米，走向長(zhǎng)度為2160米，年產(chǎn)量為282萬(wàn)噸。1.3.3產(chǎn)煤工效澳大利亞煤礦的全員生產(chǎn)效率是1.656萬(wàn)噸／年，年產(chǎn)量超過(guò)2億噸，其中80％用于出口。2000年到2001年間，新南威爾士州59個(gè)生產(chǎn)煤礦的生產(chǎn)效率是1.16萬(wàn)噸／年，其中35個(gè)井工礦的生產(chǎn)效率為0.83萬(wàn)噸／年，雇用9932人，死亡2人，百萬(wàn)噸死亡率為0.014。見以下圖：1.3.4生產(chǎn)效率與死亡率隨著時(shí)間的開展采礦技術(shù)發(fā)生很大變化.自動(dòng)操作低人員配備日益增加的生產(chǎn)壓力1.3.4.1生產(chǎn)技術(shù)的變化1.3.4.2百萬(wàn)工時(shí)停工率停工時(shí)間(>交接班時(shí)間)/百萬(wàn)工作小時(shí)1.3.4.3百萬(wàn)工時(shí)事故率1.3.4.4損失時(shí)間損失時(shí)間/1000人1.3.5平安狀況與其他采礦國(guó)家相比，澳大利亞的采礦平安管理已經(jīng)到達(dá)了一個(gè)相當(dāng)高的水平，但是，采礦工作在澳大利亞也曾經(jīng)是最危險(xiǎn)的職業(yè)之一。從1875年到2002年，在澳大利亞，一共發(fā)生了1900多起嚴(yán)重的礦山生產(chǎn)事故，導(dǎo)致1萬(wàn)多人傷殘。特別值得一提的是從1996年到1997年的一年間，在新南威爾士州共有7起嚴(yán)重的礦山事故發(fā)生。也正是由于這幾起事故引起的行業(yè)和社會(huì)震動(dòng)，使得所有礦業(yè)公司都實(shí)行了潛在事故的報(bào)告制度，即鼓勵(lì)工人和技術(shù)人員尋找事故隱患，對(duì)新引進(jìn)的設(shè)備、新的生產(chǎn)工藝、新的工作地點(diǎn)、新的工作環(huán)境都要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。所謂風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估就是由一個(gè)集培訓(xùn)人員、管理人員、工程師和操作人員于一體的礦內(nèi)組織，以尋找可能引發(fā)事故的因素為目的，并針對(duì)這些潛在事故因素提出防范措施。由于礦工的死亡率很低，澳大利亞礦山管理部門不再以百萬(wàn)噸死亡率作為平安生產(chǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，而是以因工傷而損失的工作時(shí)間的頻率作為評(píng)價(jià)平安的指標(biāo)。例如，2001年間，新南威爾士州煤礦因工傷而損失工作時(shí)間的頻率為每百萬(wàn)工時(shí)33次。1.3.5.1主要災(zāi)害與防治瓦斯澳大利亞深部煤礦煤層中的瓦斯含量較高，分布在2.8~17.8m3/t之間。許多煤礦都存在煤與瓦斯突出問(wèn)題。澳大利亞高瓦斯礦井一般進(jìn)行煤層瓦斯預(yù)抽放，目前廣泛采用水平鉆孔、斜交鉆孔和地面垂直鉆孔抽放煤層瓦斯?；馂?zāi)澳大利亞滅火方法以氮?dú)鉁缁馂橹?。并且建立了專門的氮?dú)鉁缁鹣到y(tǒng)裝置。粉塵煤礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的巖塵、煤塵還會(huì)導(dǎo)致礦工患?jí)m肺病、煤肺病、矽肺病和煤矽肺病。新南威爾士州還成立了粉塵研究和防治委員會(huì)，制定了專門控制粉塵濃度的措施。1.4澳大利亞煤炭出口澳大利亞是世界第4大煤炭出口國(guó)，硬煤是其最大的出口商品，擁有420億噸硬煤經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量。其煤炭出口自1986年以來(lái)一直居世界領(lǐng)先地位。此后的煤炭出口也一直保持著增長(zhǎng)狀態(tài)，近年來(lái)，澳大利亞硬煤產(chǎn)量曾一度到達(dá)創(chuàng)紀(jì)錄的2.693億噸，其中，2.006億噸出口到36個(gè)國(guó)家，亞洲市場(chǎng)占總出口量的80％。目前日本在澳大利亞煤炭市場(chǎng)占47％，韓國(guó)占12％，中國(guó)臺(tái)灣省占9％。澳大利亞動(dòng)力煤出口量總計(jì)為9400萬(wàn)噸，煉焦煤出口量為1.066億噸。澳大利亞煤炭由于其發(fā)熱量高、低硫、低氮和低灰的特點(diǎn)，預(yù)計(jì)到2021年，澳大利亞煤炭出口將到達(dá)2.3億噸。2火災(zāi)控制礦井一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅會(huì)燒毀大量的設(shè)備器材和煤炭資源，給生產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失，而且會(huì)產(chǎn)生大量有毒氣體，彌漫井下，使大批礦工中毒死亡。在有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井中，還可能引起瓦斯、煤塵爆炸事故，其危害更加嚴(yán)重?？刂拼胧┲饕校阂皇穷A(yù)防性灌漿，注阻化劑、惰性氣體等。二是掌握自然發(fā)火預(yù)兆，及時(shí)進(jìn)行發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，把自然發(fā)火消滅在“萌芽〞階段。三是對(duì)采掘生產(chǎn)過(guò)程中遺留下的各種發(fā)火隱患要及時(shí)處理，如加強(qiáng)“三道，維修，加強(qiáng)對(duì)廢舊巷處理，及時(shí)充填煤巷碹，及時(shí)處理高溫火點(diǎn)等。2.1開采系統(tǒng)、火災(zāi)控制和爆炸目的:重視開采系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)和爆炸擴(kuò)散的影響.熟悉控制火災(zāi)和爆炸的程序及步驟.2.2火災(zāi)控制火源控制發(fā)火控制2.2.1火源控制電弧–快速電流斷路器，

有效接地和電纜保護(hù)靜電弧–引入一種(英國(guó))皇家天文學(xué)會(huì)會(huì)員的材料-FireResistantAntiStatic爆炸–核準(zhǔn)爆炸物禁止鋁及其類似的合金設(shè)備摩擦?xí)r的火花-附加剎車,抵抗火災(zāi)的液壓機(jī)液體流動(dòng)性,FRASbelts抑制劑-反致熱物質(zhì).反致熱物質(zhì).抵抗火災(zāi)區(qū)域.空氣壓縮機(jī)和移動(dòng)設(shè)備.輔助工作2.2.2發(fā)火控制為了防止煤與氧氣的反響，可以在煤的外表涂上一層抑制劑。這種抑制劑可以通過(guò)多種方式運(yùn)行。形成一種保護(hù)層使煤層隔絕并且阻止煤的溫度升高。形成導(dǎo)熱的覆蓋層來(lái)傳遞熱量并且防止熱量的積聚。防止破壞性吸熱分解而產(chǎn)生的熱量增加。破壞一系列的放熱化學(xué)反響2.2.2.1抑制劑-反致熱物質(zhì)Ca(OH)2CaCO3Ca(HCO3)2NH4ClNa2SiO32.2.2.2反致熱物質(zhì)CaCl2褐煤蠟粉NaH2PO4NH4HB4O7H3BO3另外復(fù)礦火成巖在歐洲被廣泛地用來(lái)覆蓋裸露的煤層?；馂?zāi)主要的來(lái)源很可能是鉆頭或者是一個(gè)安裝不正確的滾筒?；馂?zāi)在哪里能迅速的開展和在哪里產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱量，火災(zāi)防止手冊(cè)是不可能告訴我們的，因此應(yīng)該安裝自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。FRASbelts將火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)減少到最小.2.2.2.3抵抗火災(zāi)區(qū)域在他們點(diǎn)燃任何的易燃材料之前,限熱裝置能關(guān)閉這些熱量超限制的設(shè)備。增強(qiáng)對(duì)包括煤在內(nèi)的易燃材料的管理可以防止摩擦起火。在機(jī)器上安裝滅火系統(tǒng)。潮濕的制動(dòng)系統(tǒng)。2.2.2.4空氣壓縮機(jī)和移動(dòng)設(shè)備去除多余的易燃材料將有利于使火災(zāi)危險(xiǎn)可能性減到最低。使用一種恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備能降低起火的可能性，這種設(shè)備可以進(jìn)行耐火性證明或證明不可能導(dǎo)致起火。瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以除去起火的潛在性。注意清掃撒落的煤炭。去除粉塵。2.2.2.5輔助工作2.3礦井熱氣體控制發(fā)現(xiàn)活潑的熱空氣用水淹沒(méi)法通風(fēng)技術(shù)塞住封閉2.3.1發(fā)現(xiàn)活潑的熱氣體在少、稀薄的熱空氣接近車道和被解放的煤堆熱氣體可能很難被覺(jué)察和定位而且可能需要在煤層壁上鑿鉆孔來(lái)探測(cè)熱煤。揭露熱煤的困難場(chǎng)所,差的通風(fēng)場(chǎng)所,CO中毒場(chǎng)所和塌陷的場(chǎng)所成功檢測(cè)熱氣體的測(cè)點(diǎn)必須用不燃性的材料堵填防止更多空氣進(jìn)入可供選擇的方法可以通過(guò)適當(dāng)?shù)拿芊鈱尤绲刭|(zhì)巖層來(lái)分組。2.3.2用水淹沒(méi)法依據(jù)礦井的環(huán)境，用水可能是有效的。如果在一個(gè)適當(dāng)?shù)目p合線場(chǎng)所，淹沒(méi)法能徹底的把空氣從熱氣體測(cè)點(diǎn)排出。充水密閉是一種利用充水使頂板巖層膨脹的有效的密閉形式在通風(fēng)技術(shù)方面，要選擇合理的通風(fēng)方式，正確設(shè)置控制風(fēng)流的設(shè)施，采取均壓防火措施，加強(qiáng)通風(fēng)防火管理等，以減少漏風(fēng)，這對(duì)防止煤炭自然發(fā)火有重要作用。2.3.3通風(fēng)技術(shù)2.3.3.1通風(fēng)技術(shù)中的壓力平衡2.3.3.2通風(fēng)技術(shù)中的壓力平衡2.3.3.3通風(fēng)技術(shù)中的壓力平衡采空區(qū)地面鉆孔壓力區(qū)域空氣可以從一個(gè)被填充區(qū)域通過(guò)抽吸泵排出。粘土泥漿–砂泥漿噴射的水泥砂漿混泥土2.3.4堵漏預(yù)防性密閉初步密閉緊急密閉2.3.5密閉2.3.5.1預(yù)防性密閉準(zhǔn)備好的位置構(gòu)造局部原料送到地點(diǎn)2.3.5.2密閉準(zhǔn)備2.3.5.3緊急情況下密閉2.3.5.4可能發(fā)生火災(zāi)地點(diǎn)及密閉地點(diǎn)2.3.5.5可能發(fā)生火災(zāi)地點(diǎn)及密閉地點(diǎn)2.3.5.6可能發(fā)生火災(zāi)地點(diǎn)及密閉地點(diǎn)2.3.5.7可能發(fā)生火災(zāi)地點(diǎn)及密閉地點(diǎn)2.3.5.8可能發(fā)生火災(zāi)地點(diǎn)及密閉地點(diǎn)2.4火災(zāi)治理泡沫滅火氮?dú)鉁缁?.4.1泡沫滅火單獨(dú)滅火或者和其它惰性氣體一起滅火。膨脹率低的泡沫材料——在火焰上面形成一個(gè)象毯子一樣形狀的泡沫層隔絕對(duì)火區(qū)氧氣的供給。泡沫能膨脹到原來(lái)液體體積的10倍，作為冷凍劑的液體效果很好。一些泡沫在液體燃料外表形成水薄膜來(lái)創(chuàng)立一個(gè)阻礙易燃性蒸汽散發(fā)的蒸汽罩。膨脹率高的泡沫材料能生成送往大火災(zāi)區(qū)的低密度水泡沫塞。他們能預(yù)防需要立即密閉的無(wú)法控制的火災(zāi)。通風(fēng)被用來(lái)將水泡沫帶出由水蒸氣控制而且氧氣濃度正在降低的火區(qū)。泡沫能膨脹到原來(lái)液體體積的1000倍。2.4.2氮?dú)鉁缁鸺夹g(shù)氮?dú)鉁缁鹪砼c作用氮?dú)鈦?lái)源注氮操作2.4.2.1氮?dú)鉁缁鹪砼c作用注氮防滅火的實(shí)質(zhì)是向采空區(qū)氧化帶內(nèi)或火區(qū)內(nèi)注入一定流量的氮?dú)猓蛊溲鹾拷档?0%或3%以下，到達(dá)防火、滅火和抑制瓦斯爆炸的目的，其作用有：〔1〕消除瓦斯爆炸的危險(xiǎn)〔2〕減少漏風(fēng)的作用〔3〕降溫作用

〔4〕防止煤的自燃發(fā)熱和自燃〔5〕降低燃燒強(qiáng)度

在煤礦當(dāng)采空區(qū)一旦出現(xiàn)火災(zāi)，危害最大的是導(dǎo)致其內(nèi)混合氣體的爆炸。由混合氣體爆炸三角形知，混合氣體中氧含量低于12%時(shí)就有減小爆炸的可能性。但是，混合氣體爆炸的界限不僅取決于這種氣體在空氣中所占的百分比，還部份地決定于混合氣體的溫度和氣壓。溫度和氣壓的增高使這個(gè)界限擴(kuò)大，反之縮小。如果混合氣體被加熱到300℃，氧含量為9%時(shí)就能發(fā)生爆炸。因而國(guó)內(nèi)的研究說(shuō)明，將氧氣的臨界含量控制在5%以下時(shí)幾乎能防止任何爆炸，否那么爆炸還有可能發(fā)生。而氧氣的含量低于10%時(shí)混合氣體的爆炸有顯著的降低。正是從這一理論出發(fā)，向火區(qū)注入氮?dú)夂笫蛊溲鹾拷档停抑灰鹾康陀?0%時(shí)就能大大地減少爆炸的可能性?！?〕消除瓦斯爆炸的危險(xiǎn)采空區(qū)漏風(fēng)是造成自然發(fā)火的主要原因之一。對(duì)于封閉或半封閉的采空區(qū)而言，從理論上講，注入氮?dú)夂笤黾恿似渥⑷肟臻g內(nèi)混合氣體的總量，能夠減少封閉區(qū)內(nèi)外之間的壓力差，從而起到減少封閉區(qū)外部向內(nèi)部漏風(fēng)的作用。

如果巷道里的密閉墻有裂縫或密閉強(qiáng)有裂縫，當(dāng)密閉區(qū)內(nèi)為負(fù)壓時(shí)，空氣可以通過(guò)墻縫或繞過(guò)密閉墻而進(jìn)入密閉區(qū)。為了防止密閉漏風(fēng)，可向密閉前后墻之間的空間連續(xù)不斷地注入必要流量的氮?dú)?，使該空間形成正壓，阻止新鮮空氣進(jìn)入密閉區(qū)內(nèi)。

〔2〕減少漏風(fēng)的作用對(duì)于有內(nèi)因火災(zāi)的采空區(qū)來(lái)說(shuō)，其溫度大于外界溫度。當(dāng)采用氮?dú)鉁缁饡r(shí)，無(wú)論是采用液氮，還是氮?dú)猓涞獨(dú)獾臏囟染陀诨饏^(qū)的氣體溫度，加之氮?dú)庠谧⑷牖饏^(qū)后的流動(dòng)范圍大，對(duì)采空區(qū)來(lái)說(shuō)都有顯的降溫作用。

〔3〕降溫作用〔4〕防止煤的自燃發(fā)熱和自燃煤炭自燃的三要素是：煤有自燃傾向性；有連續(xù)的供氧條件；熱量易于積聚。煤礦生產(chǎn)工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)的漏入風(fēng)量缺乏以帶走煤氧化產(chǎn)生的熱量，那么煤溫就逐漸升高，這時(shí)煤處于自燃發(fā)熱。當(dāng)溫度到達(dá)煤的臨界溫度以上，氧化急聚加快，大量產(chǎn)生熱量，又使煤溫迅速升高，到達(dá)煤的著火溫度時(shí)便著火燃燒起來(lái)，即進(jìn)入自燃狀態(tài)?；诖嗣貉鯊?fù)合學(xué)說(shuō)，采取向工作面采空區(qū)氧化帶內(nèi)注入一定流量的氮?dú)?，降低該帶?nèi)的氧氣含量，到達(dá)破壞煤炭自燃的一個(gè)要素，使其氧含量降到煤自燃臨界值以下，就到達(dá)了防止煤自燃的目的?！?〕降低燃燒強(qiáng)度無(wú)論是外因火災(zāi)，還是內(nèi)因火災(zāi)，當(dāng)火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生，向火區(qū)內(nèi)注入一定流量〔大于漏風(fēng)量〕的氮?dú)?，使該區(qū)內(nèi)的氧含量由21%逐漸降低到10%以下，熊熊大火就逐漸處于自熄。2.4.2.2氮?dú)獾膩?lái)源地面液態(tài)罐車別離法汽油〔柴油〕發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣〔1〕液氮罐車TechnicalDataonMineshield液氮罐車：噸20，000公斤或者18000m3氣體輸出量：-300m3/min〔巨大的蒸發(fā)器和高流量低溫泵〕氣體輸出量：50m3/min第二個(gè)泵〔2〕別離法以下方法能生成少量的氮?dú)猓悍肿雍Y別離法薄膜別離法<0.5m3/秒〔3〕分子篩別離法示意圖〔4〕GAG噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)資料：惰性氣體輸出量1200-1500(m3/min)氣體溫度

-80(oC)消耗水量：600(l/min)氣體化學(xué)成分：氮?dú)?水蒸氣79.5-84.5%二氧化碳13-16%氧氣2-4%一氧化碳+氫0.5%〔5〕湯姆林森鍋爐湯姆林森鍋爐運(yùn)行219.25小時(shí)產(chǎn)生394，650立方米廢氣。氧氣濃度從19%降到10.5%(平均)〔6〕柴油機(jī)鍋爐柴油機(jī)鍋爐上的技術(shù)資料惰性氣體輸出量30m3/min氧氣<2%一氧化碳<百萬(wàn)分之二十二氧化碳13.5%氮?dú)?平均)84%〔7〕地表操作〔8〕井下操作三、澳大利亞煤礦火災(zāi)救援1、及時(shí)逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)；2、利用井下自救設(shè)施自救?！?〕井下避難所〔2〕井下應(yīng)急室井下發(fā)生火災(zāi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體和溫度很高的氣流或火焰，應(yīng)立即通知附近的工作人員迅速撤除災(zāi)區(qū)，同時(shí)，根據(jù)災(zāi)害預(yù)防和處理方案里規(guī)定的避災(zāi)平安路線