浅谈煤矿火灾的危害及预防措施

前言

    煤矿火灾属矿井五大灾害之一。矿井一旦发生火灾，火势发展的速度快，控制比较复杂，影响的范围也比较广，极易造成人员伤亡和财产损失，甚至引起煤尘、瓦斯爆炸或者煤尘与瓦斯爆炸，酿成更大的灾害。为了防治矿井火灾，保证煤矿安全生产，对矿井火灾进行必要的分析和了解十分重要。

    矿井火灾发生的“三要素”

    某种可燃物质的存在。在煤矿井下，煤炭本身就是一种大量的而且普遍存在的可燃物；其次，在进行生产的过程中产生的大量的煤尘、瓦斯以及使用的坑木、机电设备、炸药、油料等物质都存在可燃性，它们的存在是发生火灾的基本元素。

    具备足够热能的热源。热源是煤矿进下火灾发生的必要因素，只有具备足够热量的热源才能引起可燃物质的燃烧。在煤矿，煤炭的自燃、瓦斯、煤尘燃烧与爆炸、放炮、机械摩擦产主的热量；电流短路、电气设备运转不良产生的过热；吸烟、焊接及其它明火都可能引起火灾。

    有足够浓度的供02源。燃烧的定义是一种发热、发光，同时伴有烟雾产生的剧烈的氧化反应。任何可燃物尽管有足够热量的热源，如果缺乏足够浓度的02，燃烧是难以持续的，所以，02的供给是燃烧形成必不可少的基本条件。实验证明：在02浓度为3﹪的空气环境里，任何可燃物的燃烧都不能维持；在02浓度低于12﹪的空气中瓦斯失去爆炸性；浓度在14﹪以下，蜡烛也不能燃烧。所以，这里所说的供02源为正常含02量的空气，而不是贫02的空气。

    煤矿火灾的分类

    目前，在我国对于火灾的分类还没有一个统一的标准，分类比较多，据以下几种分类方式如下：

    按照起火源的不同，通常将煤矿火灾分为２大类，即外因火灾和内因火灾。

    按火灾发生的地点不同分类，可分为井筒火灾、巷道（进、回风）火灾、采面火灾、煤柱火灾、采空区火灾及硐室火灾。

    按照可燃物的不同分类，可分为机电设备火灾、火药燃烧火灾、油料火灾、坑木火灾、瓦斯燃烧火灾、煤尘燃烧火灾及煤层自燃引起的火灾。

    按煤矿通风风流的影响可分为进风风流火灾、回风风流火灾。

    煤矿火灾的本质分析

    煤矿火灾从本质上来讲，也属于一种燃烧现象，也是一种能量能量相互转换的现象，并且据有关资料统计，90﹪的煤矿火灾均属于内因火灾，所有煤矿火灾均有发生、发展的过程，最终达到火灾的发生阶段及形成危害。

    在煤矿井下，由于燃烧和爆炸理论的“三要素”，火灾即可转变成为爆炸，其条件为：存在较大体积且温度较高的可燃性混合气体，可燃性混合气体的浓度达到爆炸极限；混合气体中02浓度超过14﹪以上，混合气体遇火源或本身温度较高即产生燃烧。

    煤矿火灾的危害

    井下火灾对煤矿安全行产工作和矿工的安全主要有以下几方面的危害：

    井下空间狭小，活动受限，矿井的通风与巷道的联通关系复杂，所供给的风量有限，当井下发生火灾的时候，人员避灾和撤离都会受到复杂环境的限制。

    煤矿井下存在着大量的可燃物，火灾极易产生并且发展蔓延的速度快，当高温火焰在巷道中流动，混入新鲜风流时，将会在掺风点产生二次燃烧的新火源，导致火灾面积的扩大。

    燃烧时产生大量的有毒有害气体（主要为CO2和CO）并伴有高温火焰，造成人员的伤亡。这些气体流入井下作业点后，使人员中毒和窒息。

    井下产生火灾极易引起瓦斯、煤尘或者煤尘与瓦斯燃烧和爆炸。井下发生火灾不仅给瓦斯、煤尘提供了爆炸的火源，还因为高温火源的干馏作用，使可燃物释放出H2和多种碳氢化合物等具有爆炸性的气体。因此，火灾能引起瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大灾情及人员伤亡。

    火灾能烧毁设备和引起煤层自燃，当井下发生火灾，如果不能及时采取有效措施控制，那么就会失去了灭火的良机，使火势扩大，这样就会烧毁大量的设备，更甚者引起煤层燃烧，影响矿井的正常生产。

    矿井发生火灾后，使井下风流反向，导致灾情的扩大，高温烟雾流经的巷道，空气质量发生变化，温度升高；另一方面使矿井通风网路的风流发生改变，使矿井通风系统紊乱，进一步扩大灾区范围，同时给井下人员的撤离带来了巨大的困难和危害，增大了事故损失和灭火工作的难度。

    煤矿火灾的预防措施

    外因火灾的预防措施

    外因火灾的特点：火灾发生比较突然，发展速度快，火势凶猛，如果不能及时发现和控制，将会带来巨大的损失。据相关资料统计：国内有记载的重大火灾事故，90﹪以上属于内因火灾，而矿井火灾中外因火灾所占比例虽小（仅占４﹪—10﹪），可是也不容忽视，做好煤矿井下的外因火灾的预防工作十分重要，具体措施如下：

    严禁携带烟火及易燃易爆物质入井；严禁在井下使用电炉或灯泡取暖，井下不准使用电气焊、喷灯焊接或切割。如必须使用，必须制定严格、科学、合理的安全技术措施，报相关部门批准；其次，在井口房和通风机房附近20米范围内不得有烟火或用火取暖。

    井下不准存放易燃的油类物质。

    井下必须使用本质安全型电器设备，加强管理，定期进行检查维修，保证设备性能完好；防止电火花、电弧及摩擦起火生成的事故。

    加强爆破管理；进行爆破作业时，必须使用国家标准的许用的矿用炸药；不得使用过期或劣质炸药不准放明炮或者明火放炮、放糊炮；不准用动力电源放炮；炮眼的封泥长度和封填材料必须按照《煤矿安全规程》（2006版）的相关要求进行封填，且进行放炮，避免引起火灾。

    严禁不阻燃或不抗燃的电缆、输送带和风筒入井。

    井口房、井架和井口20m范围内的建筑物以及主要进、回风巷、主平硐、主要巷道的连接处、井下主要的硐室和机电设备等，都应采用不燃性材料砌筑或支护或者最好布置在岩层中。

    井口都应设防火铁门，预防井口火灾或附近地面火灾波及井下，进风井巷与各生产水平的交汇处都应设置防火铁门，并定期对防火铁门的质量和灵活可靠性进行检查。

    矿井必须在井口附近100m以内设置消防材料库，每一个生产水平的主要运输大巷中应设消防材料库，储备足够数量的消防器材，并备有消防车。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，进下的炸药库、绞车房或者绞车硐室、机电硐室、水泵房和采区变电所、中央变电所都要配足够的灭火器材并保持完好无损。

    矿井必须在地面建立容量不低于200m3的消防水池，井下各主要巷道中应铺设２趟（１趟工作，１趟备用）专用消防管路，并且两趟管路之间要能灵敏互换，每隔30m—50m的距离设一组消防水龙头。

    内因火灾的预防措施

    内因火灾是指被破坏的原始煤层，具有自燃性质的煤层；又有一定的风量供给，自身发生缓慢氧化而产生一定的热量聚积而导致着火形成的火灾。

    内因火灾的特点：主要是灭火比较困难，技术含量高，耗费的人力物力较大，火源比较隐蔽而不易被发现，甚至燃烧时间长，有的能持续数月、数年之久，造成大量的煤炭资源被冻结，根据1985年的统计，由于自燃发火而冻结的煤炭资源量已近6000万吨。

    据相关资料统计，全国统配与重点煤矿中，有自燃发火危险性的矿井占全国矿井总数的46﹪—49﹪；其中自燃煤层占累计可采煤层数的60﹪，1953年—1984年的统计资料显示，内因火灾的次数占矿井火灾次数的94﹪。因此，内因火灾受到了人们的关注和研究。可是预防煤矿的内因火灾的措施涉及到煤矿的各个生产环节，所以在预防措施方面要加强研究和探讨。

    在开采具有煤层自燃发火危险性的矿井，要正确选择矿井的开拓方式，采煤方法和开采顺序；提高矿井防火能力；优化矿井通风系统，杜绝采空区漏风，采取均压通风的防火措施，加强防火管理等措施来预防煤炭自燃，减少或杜绝煤炭自燃发火的隐患。

    加强管理人员和从业人员的培训，使其掌握煤炭自燃发火前期的相关预兆，及时发现发火预兆，为灭火工作带来时间，进行预防发火的预测预报工作，启动矿井防火应急预案，将其处理在萌芽状态。

    加强对废弃巷道和采空区的管理，及时充填废弃煤巷，以做到对采掘生产过程中遗留的各种发火隐患及时处理。

    加强密闭的质量和日常检查管理工作，避免漏风引起煤炭自燃。

    利用新技术的发展和新设备来提高矿井自身防灭火的能力

    随着科学技术的发展和矿井火灾的深入研究，一批批新的防灭火技术和火灾预防设备得到了开发的利用。如火灾自动报警装置，应用报警系统能够准确地探测到火灾隐患的异常情况，通过数据信息的处理反馈给管理人员，使其将火灾隐患处理在萌芽状态。

    总之，要积极开展矿井火灾的发生、发展及形成的机理和规律做更进一步的研究和探索，开发先进的适宜矿井使用的火灾自动报警系统、灭火设备和井下逃身设备；使矿井火灾在预防、监测和扑救三方面实现三维立体空间的综合防治措施，确保矿井的安全生产。