關(guān)于煤礦火區(qū)封閉與管理的探討

任振宇

（西山煤電集團(tuán)公司杜兒坪礦，山西 太原 030022）

·專題綜述·

關(guān)于煤礦火區(qū)封閉與管理的探討

任振宇

（西山煤電集團(tuán)公司杜兒坪礦，山西 太原 030022）

在我國每年都會(huì)因?yàn)榛馂?zāi)事故而使得許多采區(qū)被封閉，因而也導(dǎo)致大量資源被凍結(jié)。作者總結(jié)多年的現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)火區(qū)封閉、火區(qū)管理及封閉火區(qū)的啟封進(jìn)行了論述，強(qiáng)調(diào)了在火區(qū)管理中《煤礦安全規(guī)程》及《礦井密閉防滅火規(guī)范》的綱領(lǐng)性作用，對(duì)礦井現(xiàn)場(chǎng)火區(qū)的管理人員均有一定的參考價(jià)值。

火區(qū)封閉；火區(qū)啟封；火區(qū)管理

近年來，我國廣泛采用的綜采放頂煤技術(shù)，在生產(chǎn)效率大幅度提高的同時(shí)，造成了采空區(qū)遺煤多、漏風(fēng)嚴(yán)重等問題，使得自燃火災(zāi)發(fā)生頻繁，許多火區(qū)在直接滅火無法達(dá)到預(yù)計(jì)效果的情況下，往往會(huì)采用封閉火區(qū)的辦法。我國每年由于火災(zāi)而導(dǎo)致封閉的工作面近百個(gè)，因封閉造成的凍結(jié)煤量達(dá)千萬噸以上［1］。礦井火區(qū)封閉之后，在加強(qiáng)火區(qū)管理的同時(shí)，最重要的是通過對(duì)火區(qū)狀態(tài)的判斷，確定火區(qū)啟封的時(shí)間及啟封方法，以便早日恢復(fù)生產(chǎn)。

1 火區(qū)封閉

當(dāng)煤礦火災(zāi)發(fā)生后，若滅火工具不足，消除火源不便，火勢(shì)發(fā)展很快，或者是溫度很高，不能進(jìn)行直接滅火，或者直接滅火難以達(dá)到理想效果時(shí)，就需要及時(shí)采取封閉火區(qū)的方法。其實(shí)質(zhì)就是利用防火墻把進(jìn)、回風(fēng)側(cè)及所有容易向火區(qū)漏風(fēng)的巷道予以封閉，避免空氣向火區(qū)流動(dòng)。但是這種滅火方法時(shí)效性較差，一般需要較長時(shí)間。

1．1 火區(qū)封閉的原則

礦井條件極其復(fù)雜，火勢(shì)的發(fā)展受到各種擾動(dòng)因素的制約，火災(zāi)具有隨時(shí)擴(kuò)大的可能性，極有可能會(huì)發(fā)展成為各種滅火技術(shù)都無法有效控制的態(tài)勢(shì)，所以，必須要有隨時(shí)封閉火區(qū)的準(zhǔn)備?！睹旱V安全規(guī)程》第240條規(guī)定：“當(dāng)采煤工作面投產(chǎn)和通風(fēng)系統(tǒng)形成后，必須按設(shè)計(jì)選定的防火門位置構(gòu)筑好防火門墻，并儲(chǔ)備足夠數(shù)量的封閉防火門的材料”，所以，不管采用何種方法，都應(yīng)及時(shí)提前做好封閉火區(qū)的準(zhǔn)備。

火區(qū)的封閉范圍一定要小，封閉一定要嚴(yán)?；饏^(qū)范圍大，一方面增加了防火墻的數(shù)量，而且也會(huì)延長滅火的時(shí)間。尤其是在高瓦斯礦井，由于進(jìn)風(fēng)防火墻的設(shè)置使得防火墻靠近火源一側(cè)壓力降低，防火墻與火源位置越接近，瓦斯積聚的就越少。所以，在保證安全的情況下，盡量使防火墻位置靠近火源。

封閉火區(qū)時(shí)，要有專人檢查一氧化碳、瓦斯、氧氣等氣體的濃度和風(fēng)流變化情況等。防止煤塵爆炸、瓦斯爆炸等次生災(zāi)害的發(fā)生。

1．2 防火墻位置的選取

有關(guān)技術(shù)規(guī)范指出“必須正確選擇密閉的位置、結(jié)構(gòu)的施工方法，盡可能縮小封閉范圍，減少密閉數(shù)量，控制漏風(fēng)，保證密閉的施工安全和工程質(zhì)量，提高密閉防滅火的窒息效果”。因此，防火墻要求設(shè)置在距離火源近，且支護(hù)條件較好的地段。但有時(shí)為避免把防火墻設(shè)置在松軟巷道內(nèi)，使得防火墻的位置較遠(yuǎn)，為以后火區(qū)的啟封帶來困難。防火墻位置的選取應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮。

在防火墻與火源之間不能存在聯(lián)通火源前后的巷道，這種巷道極易造成火煙的循環(huán)，引發(fā)次生災(zāi)害。防火墻建成之后將形成一段距離的盲巷，很容易造成瓦斯積聚，對(duì)檢查人員造成傷害，所以防火墻的位置也不易距離貫穿風(fēng)流過遠(yuǎn)，對(duì)遠(yuǎn)距離的盲巷要建導(dǎo)風(fēng)裝置稀釋瓦斯。同時(shí)為便于及時(shí)密閉，一般會(huì)把防火墻建在靠近運(yùn)輸巷的位置。

1．3 防火墻的類型

防火墻根據(jù)用途分為臨時(shí)防火墻、永久防火墻和耐爆防火墻。

1）臨時(shí)防火墻。臨時(shí)防火墻設(shè)置的目的是，臨時(shí)阻斷向火區(qū)的供風(fēng)，臨時(shí)控制火勢(shì)的發(fā)展。在設(shè)置時(shí)要求快速。最常見的臨時(shí)防火墻主要有兩種，風(fēng)帳臨時(shí)防火墻、木板臨時(shí)防火墻，另外還有傘形臨時(shí)防火墻和充氣式臨時(shí)防火墻。

2）永久防火墻。永久防火墻用于長期封閉火區(qū)，構(gòu)筑時(shí)既要求密閉又要堅(jiān)固。根據(jù)所用材料不同，分為木段、料石、磚和混凝土等形式。在地壓不大、頂板穩(wěn)定的巷道內(nèi)適合使用料石和磚構(gòu)筑的防火墻，當(dāng)?shù)貕狠^大時(shí)適合用混凝土構(gòu)筑。

3）耐爆防火墻。耐爆防火墻是在瓦斯較大的地區(qū)封閉火區(qū)時(shí)，為防止發(fā)生因火災(zāi)引發(fā)的瓦斯爆炸而構(gòu)筑的一種防火墻。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求其必須能承受一定的壓力，各國要求不一樣。常用隔爆防火墻主要有沙袋耐爆防火墻和石膏耐爆防火墻，沙袋防火墻一般為巷道的2倍厚，石膏防火墻墻厚通常為2～3．5 m。

1．4 火區(qū)封閉順序

在非瓦斯礦井中，要先構(gòu)筑和封閉進(jìn)風(fēng)側(cè)的防火墻，然后由救護(hù)隊(duì)員再構(gòu)筑回風(fēng)側(cè)的防火墻。封閉進(jìn)風(fēng)側(cè)的防火墻首先封閉主風(fēng)流，而后封閉向火區(qū)供風(fēng)的旁側(cè)風(fēng)流。這種方法由于控制了進(jìn)入火區(qū)的風(fēng)量，所以可減弱火勢(shì)，減少回風(fēng)側(cè)的火煙量，有利于回風(fēng)側(cè)密閉的施工。

在高瓦斯礦井中，由于防火墻的設(shè)置會(huì)使得墻前升壓、墻后降壓，如果先構(gòu)筑進(jìn)風(fēng)側(cè)防火墻，很可能在防火墻的構(gòu)筑工程中，流向火源的風(fēng)量逐漸下降，在局部負(fù)壓的作用下，采空區(qū)會(huì)涌出大量的瓦斯氣體，易引發(fā)瓦斯爆炸。所以高瓦斯礦井中，在火區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)設(shè)置的防火墻要留有通風(fēng)孔，然后約定好時(shí)間同時(shí)密閉進(jìn)、回風(fēng)側(cè)的防火墻。根據(jù)瓦斯爆炸時(shí)間，加固與建筑永久性防火墻的工作一定要在瓦斯爆炸的時(shí)間段過后再進(jìn)行。

對(duì)于大量瓦斯逸出的火區(qū)進(jìn)行密閉時(shí)，一定要預(yù)計(jì)瓦斯爆炸的可能程度，同時(shí)火區(qū)的封閉要遵循以下原則：

1）防火墻上要留有防爆門，一切就緒后立即封閉防火門，撤退人員。

2）風(fēng)流的逆轉(zhuǎn)到爆炸，需要一定的時(shí)間。要在瓦斯爆炸時(shí)間一段時(shí)間后，再對(duì)防火墻進(jìn)行徹底的密封。

3）封閉火區(qū)期間及時(shí)掌握火區(qū)內(nèi)部可燃性氣體的變化情況，尤其是瓦斯的變化情況。

2 火區(qū)的管理

火區(qū)管理主要是指火區(qū)在密閉期間的管理，包括防火墻的管理和火區(qū)內(nèi)氣體狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

2．1 防火墻的管理

火區(qū)封閉以后，雖然可認(rèn)為火已經(jīng)被控制。但是，只要火源沒有被徹底消滅，潛在的威脅是始終存在的，因此，必須要對(duì)火區(qū)進(jìn)行加強(qiáng)管理。規(guī)程要求：“煤礦企業(yè)必須繪制火區(qū)位置關(guān)系圖，注明所有火區(qū)和曾經(jīng)發(fā)火的地點(diǎn)，每一處火區(qū)都要按形成的先后順序進(jìn)行編號(hào)，并建立火區(qū)管理卡片，火區(qū)位置關(guān)系圖和火區(qū)管理卡片必須永久保存”［2］。

在做好上述工作的同時(shí)，最重要的是永久性防火墻的管理，要遵循以下規(guī)定：

1）必須在所有防火墻附近設(shè)置柵欄、警標(biāo)，禁止人員入內(nèi)，并懸掛說明牌，標(biāo)明防火墻內(nèi)外的氣體成分、溫度、空氣壓差、測(cè)定日期和測(cè)定人員。

2）防火墻外的溫度、瓦斯以及空氣壓差必須每天檢查一次，對(duì)防火墻也必須每天檢查一次，發(fā)現(xiàn)急劇變化情況時(shí)，每班至少檢查一次。

3）所有測(cè)定和檢查結(jié)果，必須記入防火記錄簿，礦井通風(fēng)區(qū)長應(yīng)按時(shí)審閱，發(fā)現(xiàn)封閉不嚴(yán)或有其他缺陷，火區(qū)內(nèi)有異常變化時(shí)，必須采取措施及時(shí)處理，并上報(bào)礦領(lǐng)導(dǎo)。

定期檢查防火墻外的空氣溫度、瓦斯?jié)舛?，防火墻?nèi)外空氣壓差以及防火墻墻體。發(fā)現(xiàn)封閉不嚴(yán)或有其他缺陷或火區(qū)有異常變化時(shí)，必須采取措施及時(shí)處理。

4）加強(qiáng)防火墻管理，一定要加強(qiáng)防火墻的嚴(yán)密性檢查。經(jīng)常給防火墻刷面，以利于發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)之處?？拷锏肋吔堑牡胤揭惨恳粚影谆?，必要時(shí)如有裂縫，還應(yīng)采取壓住水泥的方法進(jìn)行堵塞裂縫。若發(fā)出嘶嘶聲，則說明防火墻有漏風(fēng)，應(yīng)立即將之抹嚴(yán)。

2．2 火區(qū)內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)判定

對(duì)火區(qū)內(nèi)的火災(zāi)狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)是火區(qū)管理的重要內(nèi)容之一。目前，主要根據(jù)氣體成分的變化進(jìn)行綜合定量分析，判定火區(qū)內(nèi)火災(zāi)是否燃燒、趨于熄滅或者是已經(jīng)熄滅，從而制定出相應(yīng)的措施。

火區(qū)內(nèi)氣體是一種混合性氣體，其主要成分有氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、一氧化碳、氫氣及碳?xì)浠衔锏?。按照是否發(fā)生爆炸，火區(qū)內(nèi)氣體分為可爆氣體、助爆氣體和阻爆氣體；按照氣體的形成過程分為空氣分、可燃?xì)怏w分和惰性氣體分。

火災(zāi)狀態(tài)的判定實(shí)質(zhì)是對(duì)火災(zāi)區(qū)內(nèi)各種氣體的混合量在不同的外界條件影響下，隨時(shí)間變化增加或減少以及成分的變化是否引起爆炸等災(zāi)變狀態(tài)和災(zāi)變?cè)谕饨鐥l件影響下的發(fā)展的判別。當(dāng)前普遍采用混合可燃?xì)怏w爆炸三角形和爆炸危險(xiǎn)系數(shù)法及火災(zāi)瓦斯壓力判定法進(jìn)行分析［1，3］。

3 火區(qū)啟封

火區(qū)的啟封和注銷，特別是煤的自燃火區(qū)，對(duì)于熄滅狀況的判斷是十分重要的，需要十分謹(jǐn)慎。過早啟封會(huì)引起火區(qū)復(fù)燃，要熄滅這種火災(zāi)有時(shí)候是非常困難的，會(huì)延誤更多時(shí)間，花費(fèi)更多費(fèi)用，甚至可能引起爆炸。在火區(qū)的管理中，封閉火區(qū)只是手段，而火區(qū)啟封使得被凍結(jié)的資源早日得到回采才是目的［4］。

3．1 火區(qū)啟封的條件

火區(qū)的啟封和注銷，對(duì)于熄滅狀態(tài)的判定十分必要，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行。

過早啟封會(huì)引起火區(qū)復(fù)燃，再次熄滅會(huì)很困難?！睹旱V安全規(guī)程》第248條規(guī)定：“封閉的火區(qū)，只有經(jīng)取樣化驗(yàn)證實(shí)火已熄滅后，方可啟封或注銷?；饏^(qū)同時(shí)具備下列條件時(shí)，方可認(rèn)為火已熄滅：1）火區(qū)內(nèi)的空氣溫度下降到30℃以下，或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日?？諝鉁囟认嗤?）火區(qū)內(nèi)空氣中的氧氣濃度降到5．0%以下。3）火區(qū)內(nèi)空氣中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳濃度在封閉期間內(nèi)逐漸下降，并穩(wěn)定在0．001%以下。4）火區(qū)的出水溫度低于25℃，或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日常出水溫度相同。5）上述4項(xiàng)指標(biāo)持續(xù)穩(wěn)定的時(shí)間在1個(gè)月以上?！?/p>

為避免其他因素的影響，從火區(qū)采集氣體時(shí)，應(yīng)該選在大氣壓力正常或下降的時(shí)間內(nèi)。每一個(gè)取樣防火墻是進(jìn)風(fēng)還是排風(fēng)都應(yīng)該判斷清楚，要力求使氣樣能真實(shí)地反映火區(qū)的內(nèi)部情況。

3．2 火區(qū)啟封

火區(qū)啟封一定要做好準(zhǔn)備，在《煤礦安全規(guī)程》的指導(dǎo)下嚴(yán)格按照有關(guān)安全規(guī)定執(zhí)行，基本原則如下：

1）啟封火區(qū)必須事先制定專門措施。

2）在啟封之前，應(yīng)準(zhǔn)備把火區(qū)的回風(fēng)直接引入回風(fēng)巷，火區(qū)回風(fēng)所通過的巷道內(nèi)不許有人停留。

3）瓦斯礦井中，在火區(qū)相連的巷道內(nèi)，應(yīng)采取其他措施。

4）在啟封火區(qū)恢復(fù)通風(fēng)前，應(yīng)切斷啟封防火墻附近的供電線路，尤其應(yīng)注意回風(fēng)側(cè)的切斷電源工作。

5）啟封火區(qū)和火區(qū)初期通風(fēng)工作，都要由礦山救援隊(duì)負(fù)責(zé)。

火區(qū)啟封的方法有通風(fēng)啟封火區(qū)法和鎖風(fēng)啟封火區(qū)法。通風(fēng)啟封火區(qū)法是在保持正常通風(fēng)情況下啟封火區(qū)的一種方法，一般使用于封閉火區(qū)范圍不大，并確認(rèn)火源已經(jīng)熄滅的火區(qū)；鎖風(fēng)啟封火區(qū)法也稱為分段啟封火區(qū)，適用于火區(qū)范圍較大、難以確認(rèn)火源是否徹底熄滅或火區(qū)內(nèi)積存有大量爆炸氣體，一旦與殘留的火源接觸，有發(fā)生爆炸危險(xiǎn)的火區(qū)［5］。無論采取何種方法，工作中都要經(jīng)常檢查火區(qū)氣體，如果發(fā)現(xiàn)有復(fù)燃征兆，立即采取相應(yīng)備案措施。

4 結(jié) 論

隨著煤炭開采量的增大及機(jī)械化程度的提高，火災(zāi)事故也在大量的出現(xiàn)。筆者對(duì)火區(qū)封閉、火區(qū)管理及火區(qū)啟封進(jìn)行了論述，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了防火墻的封閉原則、火區(qū)內(nèi)火災(zāi)狀態(tài)判斷及火區(qū)啟封的原則，力爭(zhēng)通過有效的管理確保礦井的安全生產(chǎn)。

［1］ 王德明．礦井火災(zāi)學(xué)［M］．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008：1-2．

［2］ 國家安全生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)督管理總局，國家煤炭安全監(jiān)察局．煤礦安全規(guī)程［M］．北京：煤炭工業(yè)出版社，2006：29-30．

［3］ 國家安全生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)督管理總局，國家煤炭安全監(jiān)察局．礦井密閉防滅火技術(shù)規(guī)范［M］．北京：煤炭工業(yè)出版社，2007：3-4．

［4］ 李金海，周福寶．關(guān)于封閉火區(qū)啟封條件在實(shí)踐應(yīng)用中的探討［J］．煤礦安全，2009（12）：85-88．

［5］ 賈學(xué)勤，周軍民．礦井封閉火區(qū)的滅火治理與縮風(fēng)恢復(fù)［J］．中州煤炭，2002（1）：37-38．

Investigate on Fire Zone Sealing and Management in Coal Mine

Ren Zhen-yu

In our country every year because of fire accidents make many of the mining area are closed，and thus lead to a large number of resources are frozen．The author summarize site management experience for many years，discuss fire zone sealing，fire zone management and closed fire zone unsealed，emphasize the programmatic role of the＂coal mine safety regulations＂and＂mine sealing fire preventing and extinguishing specification＂in fire zone management and have a certain reference value for management personnel of the mine fire zone．

Fire zone sealing；Fire zone unsealed；Fire zone management

TD75+2

A

1672-0652（2013）09-0046-03

2013-06-08

任振宇（1973—），男，山西大同人，1997年畢業(yè)于阜新礦業(yè)學(xué)院，工程師，主要從事煤礦生產(chǎn)及安全管理工作（E-mail）rzy_1973＠163．com