第八讲 火区封闭与启封.

第八讲 火区封闭与启封
2018/8/5
第二节封闭火区与联合灭火法
封闭火区又叫隔绝灭火法，由于火势凶猛，直接灭火法不能奏效时，只 能采用封闭火区的灭火方法，利用防火墙将火区封闭，隔绝通风供氧的条件 使之熄灭。 过去有一种观点：直接灭火法是主动灭火法，隔绝灭火法是被动灭火法。 认为直接灭火法彻底根除了火源的威胁，而隔绝灭火法存在未熄灭的火区， 给矿井正常生产埋下了严重隐患。 这是错误的观点：发生火灾，首选的方法当然是直接灭火，能够尽快在 最短时间内将火扑灭，这是我们所希望的。但井下情况千奇百异，灭火工作 困难重重，有时人员根本无法接近火源，特别是在采空区火灾、煤柱火灾火 源点的位置都无法确定，更谈不上直接灭火了，在这样的条件下，只能采用 封闭火区的方法。 因此，不能说隔绝灭火法是消极被动的灭火法，他与直接灭火法相辅相 成，二者同样重要，也可以说隔绝灭火法是直接灭火法的坚强后盾。在采用 直接灭火法时就应有思想准备，一旦直接灭火失败，立即采用隔绝灭火法。 在通往火区的所有巷道内以最快的速度，在最短的时间内建立起防火墙封闭 隔离火区。
（1）先进后回 先封闭进风侧巷道，再封闭回风侧巷道。 这种方法在抚顺、辽源等高瓦斯矿应用较多，先将进风侧巷道封闭，然后 撤离人员，隔24小时再封闭回风侧巷道。 若有瓦斯积聚，任其爆炸，待回风侧因爆炸形成贫氧区后再封闭。 （2）进回同时 这是应用最广泛的一种方法，由救护队员在进、回风巷道构筑密闭，在 密闭上预留一通风孔，同时封闭通风孔。封闭完成后立即撤出人员以防瓦 斯爆炸。在确认无瓦斯爆炸后再构筑永久防火墙。 （3）先回后进 采用较少，先封闭回风侧巷道有利于使火区空气中氧气浓度迅速减少， 加速火区熄灭，但应防止防止瓦斯积聚爆炸和火烟回流。
6.防止瓦斯爆炸
在构筑密闭时往往容易发生瓦斯爆炸事故，高沼气矿井如此，低沼气 矿井也会发生。因此，应采取一系列防范措施防止瓦斯爆炸事故的发生。 1.封闭范围尽量小、施工要快； 2.在接近完工和火区第一次刚封闭后，最易发生瓦斯爆 炸。因此封闭通风小孔时要撤人，少留人封闭。先临时封闭， 过几个小时后再构筑永久密闭。 3.防止瓦斯在火源上风头积聚。回风流瓦斯大不会引起 爆炸，最危险的是进风流，如果瓦斯超过2%，就要停止工作， 撤人并采取措施排放瓦斯。 4.防止火区内风流逆转。 5.利用瓦斯监测系统指导灭火封闭工作。 封闭火区期间及时掌握灾区内部可燃气体(瓦斯)的变化 动态，对于防止爆炸伤害救护人员是十分重要的。 采用瓦斯监测自动取样连续分析仪、工业电视屏幕显示 瓦斯浓度、瓦斯爆炸三角形分析判断、声光报警等现代化手 段指导火区安全封闭工作。 如图所示
2.封闭火区的方法
根据火区内瓦斯聚积的情况，可将封闭火区的方法分成三种类型：
1）锁风封闭
从火区进回风两侧同时构筑防火墙封闭火区，封闭火区时保持不通风。 这种方法适用于火区气体贫氧、氧浓度低于瓦斯失爆(Q2<12％)和失燃 (O2<3%)界限。这种情况虽然极为少见，但是，如果发生火灾时采取调风措 施，阻断火区通风，空气中的氧因火源及瓦斯燃烧而大量消耗，也是可能 出现的。
1．封闭火区的原则
封闭火区要立足一个“早”字，早下决心，早作好物质准备。 同时要遵循三条原则“小、少、快” 小是指封闭范围要尽可能小；少是指建立最少的防火墙就能将火区包围 隔离；快是指防火墙施工要快、封闭火区要快、要分秒必争，不得拖延。 无论是瓦斯矿井还是非瓦斯矿井，在封闭灾区时都要作到上述要求，否则， 将会导致扩大事态，酿成严重事故。 譬如，四川天府北井，1977年9月21日井下发现自燃征兆，没有引起重视， 26日瓦斯高达8.4％的情况下仍坚持生产，27日在无可奈何的情况下决定封 闭火区。在封闭过程中造成连续爆炸26次，12人受伤，整个采区被迫封闭。 这就是拖延造成的后果。 第245条 封闭火区灭火时，应尽量缩小封闭范围，并必须指定专人检查 瓦斯、氧气、一氧化碳、煤尘以及其他有害气体和风向、风量的变化，还 必须采取防止瓦斯、煤尘爆炸和人员中毒的安全措施。
每个火区的三个时间Td、To，Ts都是可变的，通过防火墙位置的选择既可 改变其封闭空间的大小，也可调节火区内瓦斯的涌出量大小。
4．防火墙的类型 1)临时防火墙：
临时阻断火区供风，控制火势发展，对它的要求关键在一个快字。传统的 临时防火墙是木板涂黄泥。目前已经出现用耐火轻质材料制成的临时伞式和 耐燃材料制成的充气式防火墙。伞式防火墙能够借助于风流压力在巷道内迅 速展开而阻断风流。充气式防火墙有整体和单元组合两种形式。充气方法靠 压缩二氧化碳或氮气。
第三节 火区的管理与启封
矿井火区被封闭之后，可以认为已被控制，但是火源并未彻底熄灭， 对矿井仍是一个潜在的威胁。因此加强火区管理，促使火源早日消灭是摆 在通风防灭火工作者面前的一项重要任务。《规程》对于火区的管理列有 专节，其要求十分具体而明确，也说明这一工作的重要性。
第246条 煤矿企业必须绘制火区位置关系图，注明所有火区和曾经发火的地点。 每一处火区都要按形成的先后顺序进行编号，并建立火区管理卡片。火区位置关系 图和火区管理卡片必须永久保存。 第247条 永久性防火墙的管理应遵守下列规定： （一）每个防火墙附近必须设置栅栏、警标，禁止人员入内，并悬挂说明牌。 （二）应定期测定和分析防火墙内的气体成分和空气温度。 （三）必须定期检查防火墙外的空气温度、瓦斯浓度，防火墙内外空气压差以 及防火墙墙体。发现封闭不严或有其他缺陷或火区有异常变化时，必须采取措施及 时处理。 （四）所有测定和检查结果，必须记入防火记录簿。 （五）矿井作大的风量调整时，应测定防火墙内的气体成分和空气温度。 （六）井下所有永久性防火墙都应编号，并在火区位置关系图中注明。 防火墙的质量标准由煤矿企业统一制定。
2) 选择封闭火区的方法
应根据Td、To两个时间来选定： (1)Td比To的时间长得较多时，即火区内氧浓度降低到失爆界限的时 间比可燃性混合气体浓度上升到爆炸下限的时间明显地短时，在封闭火 区工作中不必耽心瓦斯爆炸的发生。不要求注入惰性气体，也不需要保 持火区通风。 (2)Td与To两者相近时，即火区氧含量降至失爆界限的时间与瓦斯积 聚到爆炸下限的时间差别不大时，封闭火区有可能发生瓦斯爆炸，这就 要求构筑耐爆防火墙。并且在工作时保持火区通风。 (3)Td比To的时间短很多时，封闭区发生瓦斯爆炸的可能性较大，则 应采用耐爆防火墙，并保持火区通风进行封闭。最后封堵通风孔，并立 即撤出人员。等待一段时间、待瓦斯爆炸发生后，再派人进入构筑永久 性防火墙。
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7．联合灭火法
联合灭火法是指以封闭火区为基础、再加其它阻燃、阻 爆、降温、均压灭火等措施的灭火方法，如向火区内部注入 惰气、泥浆以及均衡其漏风通道压差等均属联合灭火法。 常用的方法有 1）灌浆（水）灭火 2）炉烟灭火 可用烟气发生器、炼焦产生的废气等，主要成分是CO2、 N2，要求氧气浓度低于10%，灌入烟量要大于漏风的4-5倍。 3）惰性气体灭火 4）采用均压灭火
2)永久防火墙：
长期封闭火区，阻断风流。因此，对它的要求既坚固又密实。这类防火墙 根据用料不同有：木段、料石、砖、混凝土、片石黄泥等多种形式。木段与 混凝土防火墙适用于地压较大的巷道。料石和砖防火墙将适用于顶板稳定， 地压不大的巷道。
3)耐爆防火墙：
在瓦斯较大的地区封闭火区时，防止火区内部发生瓦斯爆炸伤人而构筑的 防火墙。国内一般是用砂袋堆砌而成，在有水砂充填系统的矿井也可用砂段 构成。国外目前采用石膏快速充填耐爆防火墙。砂袋防火墙的厚度一般为巷 宽的两倍，砂段防火墙的厚度至少要保持在5-10m，石膏防火墙的厚度也是 取决于巷道断面的大小而有所不同。
3．火区启封
启封火区是一项危险的工作，一定要谨慎从事。 《规程》第249条明确规定： 启封火区时，应逐段恢复通风，同时测定回风流中有无一 氧化碳。发现复燃征兆时，必须立即停止向火区送风，并重 新封闭火区。 启封火区和恢复火区初期通风等工作，必须由矿山救护队 负责进行，火区回风风流所经过巷道中的人员必须全部撤出。 在启封火区工作完毕后的3天内，每班必须由矿山救护队检 查通风工作，并测定水温、空气温度和空气成分。只有在确 认火区完全熄灭、通风等情况良好后，方可进行生产工作。
3)注入惰气封闭火区方法
此法即是联合灭火法的一种，也是最安全、最有效的灭火方法。在封闭 火区的同时，注入惰气(C02、N2、H20等)既可防止火区发生瓦斯爆炸，又能 加速火灾窒息。但是采用这种方法需要装备一整套注惰装置，而且要有足 够的惰气源供入火区。
3．确定封闭火区方法的准则
1)三个时间
如果不采取注入惰性气体的方法封闭火区时，则应根据火区内可燃性 混合气体到达爆炸下限的时间(Td)和氧含量降低到失爆界限的时间(To)来 选取封闭方法。 (1)Td：火区内可燃性混合气体达到爆炸下限的时间。也就是说在此 期间内应当完成防火墙的构筑工作，并撤出人员至安全地区。 (2)Ts：火区内可燃性混合气体达到爆炸上限的时间。瓦斯浓度超过 爆炸上限也难以发生爆炸，因此度过这段时间之后也可允许进行封闭火区 的工作。 (3)To：火区内氧浓度降低到可燃混合气体失爆界限的时间。这就意 味着度过这段时间之后，尽管火区的瓦斯浓度在爆炸界限之内也可以进行 工作。 在To与Td两个时期之间，是火区发生瓦斯爆炸的最危险时期，因此应 将人员撤至安全地点。
2）通风封闭
（1）先进后回 （2）进回同时 （3）先回后进 这是目前应用最广泛的一种方法，也是一种正确安全的方法。 在保持火区通风的条件下，同时构筑进出风两侧的防火墙以封闭火区。 这时火区空气中的氧浓度高于失爆界限(O2>12％)，封闭区内瓦斯浓度存 在着发生爆炸的可能与危险。在构筑防火墙风量逐渐减少或当火区构筑 防火墙开始脱离全矿风压的影响时都可能发生。封闭火区时保持通风的 目的就在于最大程度的稀释和排除火区瓦斯，并使火区的风流方向保持 不变。
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3）建立栅栏，采用石灰刷白防火墙
在火区与防火墙的入口外贯穿风流巷道处，要建立栅栏，设置木牌， 禁止人员进入。 密闭外处于盲巷，只有扩散通风，易存积大量瓦斯等有毒有害气体， 要经常检查瓦斯。
2．火区观测
要经常观测火区内气体成分以确定火区是否熄灭，一般情况可以每天取 样一次进行分析。
火区熄灭的标志：
《煤矿安全规程》248条规定：火区同时具备下列条件时，方可认为火已熄 灭： 1）火区内的空气温度下降到30℃以下，或与火灾发生前该区的日常空气温 度相同。 2）火区内空气中的氧气浓度降到5.0%以下。 3）火区内空气中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降， 并稳定在0.001%以下。 4）火区的出水温度低于25℃，或与火灾发生前该区的日常出水温度相同。 5）上述4项指标持续稳定的时间在１个月以上。
5．防火墙位置的选择及火区封闭顺序
正确地选择防火墙位置和封闭火区顺序是能否成功灭火的关键。防火墙位置 的选择应遵循下列的原则： 1）必须构筑在巷道完整的地带 防止通过裂隙漏风。 2）进风侧防火墙要尽可能距火源近一些 可减小封闭空间，封闭空间越小，瓦斯积聚超限可能性越小；发生爆炸时威 力也相对小一些。 3）封闭空间内不能存在有连通火区的巷道 如图 防止火烟循环流动导致瓦斯爆炸。 4）距贯穿风流要近 如图 太远易形成盲巷，聚积瓦斯或缺氧，不利于检查，易导致事故。 5）要考虑运输的方便
1．火区管理
1）建立<火区管理卡片>
每一个火区都要建立<火区管理卡片>见附表。绘制火区关系位置图， 标明发火地点、时间及其性质；简述火区地质、开采情况；火区范围和灭 火措施等。
2）建立<火区卡片>
<火区卡片>应包括：火区登记表，火区灌浆注砂记录表；防火墙记录 表。其格式见表7-1—表7-4，这些都是作为防灭火的基础资料，应责成专 人完成和保管，也是安排生产必不可少的资料。
构筑防火墙时至少应设置两根25-50mm的钢管，作为火区放水管、取样分 析和测定温度用。 构筑砂袋或石膏耐爆防火墙时，除了要安设采样检测管之外，还应安设放 水管和通过筒。通过筒由钢板卷制而成，直径为800mm，通过筒的作用一是 在封闭火区期间保持送风稀释火区内部瓦斯；二是在封闭之后于火灾熄灭过 程中，可派救护队员由此进入火区侦察火情。通过筒里端装有从外端操纵的 密闭盖，根据需要而启闭。