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矿井火灾:防患未然,守护矿井安全

2024-12-30 12:243200

在煤矿开采领域,矿井火灾犹如一头凶猛的巨兽,随时威胁着矿工的生命安全,给企业带来沉重的打击,对环境造成难以估量的破坏。

人员伤亡是矿井火灾带来的最惨痛后果。井下空间封闭、通道复杂,一旦火灾爆发,浓烟与有毒气体迅速弥漫,矿工们逃生的道路被重重阻碍。据统计,在一些重大矿井火灾事故中,被困矿工往往因吸入过量一氧化碳等有毒气体,或被高温灼伤,生命消逝在黑暗的巷道之中。如 [具体事故名称],那场大火无情地夺走了 [X] 位矿工的生命,他们背后是 [X] 个破碎的家庭,亲人们悲痛的哭声,时刻警示着我们矿井火灾的残酷。

矿井火灾还会让矿井生产接续陷入极度紧张的局面。火灾发生后,相关区域必须停产整顿,设备维修、巷道清理、安全隐患排查等工作纷至沓来。一方面,火势可能烧毁大量开采设备,从采煤机到输送带,从通风机到电力系统,修复或更换这些设备耗时费力;另一方面,为防止火灾复燃,技术人员需要对周边煤层、采空区进行详细检测,确定安全后才能逐步恢复生产。这期间,整个矿井的生产计划被全盘打乱,煤炭产量锐减,无法按时完成订单,企业面临违约风险,经济效益直线下滑。

从经济损失层面来看,矿井火灾的 “胃口” 惊人。直接损失上,设备损毁、煤炭资源被焚烧,资金如流水般逝去。一台先进的采煤设备价值数百万,一场大火就能将其变成一堆废铁;大量优质煤炭在火焰中化为灰烬,原本能带来丰厚利润的资源瞬间归零。间接损失更是像滚雪球一样越滚越大,停产期间工人工资照发、原材料闲置浪费、市场份额被竞争对手抢占,还有后续的灭火救灾成本、环境修复成本等。有数据显示,某大型矿井火灾事故后,企业直接经济损失高达 [X] 亿元,后续恢复生产又投入 [X] 亿元,元气大伤。

环境污染也是矿井火灾不可忽视的危害。火灾产生的浓烟中含有大量二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物,它们肆意飘散,笼罩矿区周边。空气变得污浊刺鼻,附近居民呼吸健康受到威胁,呼吸道疾病频发。矿井附近的河流、土壤也未能幸免,燃烧产生的废渣、有害物质随雨水冲刷流入水体,渗入土壤,毒死鱼虾、破坏土壤肥力,让原本生机勃勃的生态系统变得千疮百孔。

二、知其源:矿井火灾的成因

 

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(一)内因火灾:煤炭的 “自我燃烧” 隐患

内因火灾源于煤炭自身的自燃特性。煤炭在开采过程中,被破碎成大小不一的块状或粉状,大面积暴露于空气中。当煤具有自燃倾向性,且其所处环境满足一定条件时,自燃就悄然拉开序幕。首先,煤与空气中的氧气发生氧化反应,这一过程在常温下就缓慢启动,初期热量释放微弱,不易察觉,是为潜伏期。随着氧化的持续,热量逐渐积聚,煤温逐步上升,进入自热阶段,此时,煤炭氧化反应加速,释放热量增多,周边空气温度、湿度随之改变,巷道壁上可能出现水珠,还会伴有煤油味、煤焦油味等特殊气味散发。若热量继续累积,达到煤炭的自燃点,就会引发明火燃烧,正式爆发火灾。

采空区是内因火灾的 “重灾区”。采空区遗留大量煤炭,通风条件复杂,部分区域通风不畅形成蓄热环境,为煤炭自燃提供了温床。比如,一些采用后退式采煤法的矿井,采空区封闭后,内部遗煤在漏风作用下持续氧化蓄热,最终自燃起火。煤巷顶板破碎带、煤柱受压破碎区域,煤体破碎程度高、与空气接触面积大,同样容易发生自燃现象。据统计,我国部分高瓦斯矿井中,采空区内因火灾发生次数占比高达 70%,严重威胁矿井安全。

(二)外因火灾:外来热源的威胁

外因火灾由外部热源引发,火源种类繁多。在井下作业现场,明火是明令禁止却时有出现的 “危险分子”。部分工人违规携带打火机等点火物品,在井下吸烟,一旦明火接触到瓦斯、坑木、油料等易燃物,瞬间就能点燃大火。曾有矿井因工人井下吸烟,明火引燃附近瓦斯,引发剧烈爆炸与火灾,造成惨重伤亡。

电气设备故障产生的电火花宛如一颗颗 “定时炸弹”。当电气设备老化、短路、过载或安装维护不当时,电火花四溅,周围若存在可燃材料,火灾即刻爆发。据调查,约 30% 的外因火灾由电气问题引发,如某矿井井下一台老旧采煤机因电缆破损短路,电火花引燃周围的电缆外皮与煤尘,火势迅速蔓延。

机械摩擦也不容小觑,胶带输送机运行时,胶带与滚筒、托辊之间高速摩擦,若润滑不良、部件松动或负载不均,摩擦产生的高温足以引燃胶带。此外,采掘机械的截齿与坚硬岩石摩擦、液压联轴器喷油着火等情况,都可能成为外因火灾的导火索。在一些大型现代化矿井中,每天胶带输送机运行时长超 10 小时,机械摩擦引发高温的风险持续存在,必须严密监控。

三、防患于未然:矿井火灾的预防措施

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(一)内因火灾预防:阻断自燃条件

预防内因火灾,关键在于阻断煤炭自燃的条件。首先,要强化煤层自燃监测,在井下关键部位,如采空区边缘、煤巷高冒区、煤柱受压处等,布置高精度的温度传感器与气体监测仪,实时追踪煤层温度、一氧化碳、乙烯等标志性气体浓度变化。一旦发现温度异常升高、气体浓度超标,立即发出预警,为抢险救灾争取宝贵时间。

优化开采设计也至关重要。合理规划采区布局,采用快速推进的采煤方法,缩短煤层暴露时间,减少煤炭氧化蓄热机会。比如,一些现代化矿井推行综采放顶煤工艺,高效采煤的同时,能及时对采空区进行封闭处理,降低漏风,抑制煤炭自燃。通风系统更是犹如矿井的 “呼吸脉络”,科学调配风量,避免风流紊乱形成局部高温区与漏风通道,可在采空区周边设置调节风门、风墙等通风设施,精准调控风压,阻止空气大量涌入遗煤区。

灌浆防灭火是常用手段,将黏土、粉煤灰等制成浆液注入采空区,浆液包裹煤体,隔绝氧气,还能吸热降温,固化后形成密封层。注氮技术则是向采空区注入氮气,氮气作为惰性气体,排挤氧气,降低氧浓度,抑制煤炭氧化,就像给煤层披上一层 “防火衣”。喷洒阻化剂也是有效举措,把氯化钙、氯化镁等阻化剂溶液喷洒在煤体表面,形成保护膜,阻止氧气与煤接触,延缓自燃进程。

(二)外因火灾预防:消除潜在火源

对外因火灾,需全方位消除潜在火源。在明火管理方面,井口房、通风机房附近严禁烟火,20 米内为绝对禁烟区,严禁使用火炉取暖;井下严格限制动火作业,若必须电焊、气焊,需提前制定缜密安全措施,经矿长审批,作业时专人监护,清理周边易燃物,备好灭火器材,作业后持续观察 1 小时,确保无复燃风险。

电气设备管理不容丝毫懈怠。井下选用防爆型电气设备,定期维护检查,及时更换老化、破损电缆,防止短路、过载产生电火花。安装漏电保护、过流保护装置,确保故障瞬间断电。对于胶带输送机,安装防滑、防跑偏、温度保护装置,实时监测胶带运行状态,一旦温度异常升高,立即停机降温,选用阻燃抗静电胶带,从源头杜绝火源。

爆破作业严守规程,使用合格炸药,严禁放明炮、糊炮,严格执行 “一炮三检”“三人连锁放炮” 制度,即放炮前、放炮中、放炮后检查瓦斯浓度,班组长、放炮员、瓦斯检查员共同确认安全后放炮,防止爆破火焰引发火灾。

此外,加强设备维护保养,定期给机械设备加注润滑油,紧固松动部件,调整运转间隙,防止摩擦过热;选用防火材料支护井巷、硐室,像锚喷支护采用防火材料,井下使用不燃性输送带、电缆等,从硬件上降低火灾风险。

矿井还应配备完备消防设施。井上、下设置消防材料库,储备灭火器、消防水带、沙袋、灭火工具等,定期更新维护,确保随时可用。地面建消防水池,井下铺消防管路,每隔一定距离设支管、阀门,确保火灾时水源充足。主要通风机配备反风系统,紧急时刻能迅速改变风流方向,控制火势蔓延,为人员逃生、救灾创造有利条件。在采煤工作面进、回风顺槽与停采线交点等关键部位构筑防火门,火灾时及时关闭,隔离火区,阻止灾害扩大。

四、未雨绸缪:火灾应急处置策略

 

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(一)人员应急行动

当井下人员发现火灾迹象,如烟雾弥漫、温度升高、闻到焦糊味等,务必保持冷静,第一时间采取行动。应立即使用附近的灭火器材,像灭火器、沙箱、消防栓等,尝试扑灭初期小火。若火灾由电气设备引发,要迅速切断电源,在电源未切断前,只能使用二氧化碳灭火器、干粉灭火器等不导电的灭火器材,防止触电危险。

与此同时,现场人员必须以最快速度向矿调度室报告,清晰准确地告知火灾发生的具体位置,如巷道名称、工作面编号,火势大小、燃烧物质以及现场通风、瓦斯情况等关键信息,为后续救援提供精准指引。

在灭火过程中,若火势难以控制,现场区、队、班组长应果断组织人员撤离。依照矿井预先制定的灾害预防和处理计划,带领大家沿着既定的避灾路线,迎着新鲜风流方向,迅速有序地向地面或安全区域转移。撤离时,人员要佩戴好自救器,避免吸入有毒有害气体,相互照应,防止掉队。

若撤离途中遭遇通道堵塞、浓烟滚滚难以通行等困境,应迅速寻找附近的避难硐室或临时避险设施。进入后,关闭好门,利用硐室内的通讯设备、压风自救装置等,与外界保持联系,等待救援,最大限度保障自身安全。

(二)矿井应急响应

调度室接到火灾报警后,立即成为应急指挥的中枢神经。值班人员要迅速发出警报,通过井下广播、电话等多种通讯手段,通知灾区以及可能受威胁区域的人员紧急撤离,同时停止灾区供电,防止电气火灾扩大与触电事故发生。安排专人在井口严格清点升井人数,精准掌握未升井人员信息,为救援行动提供关键数据。

紧接着,调度室要第一时间通知矿山救护队火速出动救援,告知当地医疗机构准备医疗救护力量,随时待命。同时,向矿井主要负责人、技术负责人及各相关部门通报事故详情,启动应急救援预案,成立现场应急救援指挥部,各部门协同作战。

矿山救护队作为抢险先锋,携带专业装备迅速下井,深入灾区侦察火情。他们要探明火灾范围、火源位置、巷道受损状况、通风系统运行以及遇险人员分布等详细信息,为制定科学救援方案提供一手资料。

通风部门紧急调控通风系统,根据火灾位置与发展态势,合理选择通风方式。如火灾发生在进风井筒、井底车场等进风区域,在具备条件时果断实施全矿性反风,阻止烟气侵入井下主要生产巷道;若在回风巷道起火,则维持原风流方向,避免风流紊乱引发瓦斯积聚、爆炸等次生灾害。

技术人员依据救护队侦察反馈,结合矿井实际,迅速制定灭火方案。若火源明确、火势较小且瓦斯浓度在安全范围,优先采用直接灭火法,如用水浇灭、用灭火器喷射、清除燃烧物等,快速扑灭火灾;对于大面积、隐蔽性强或火势凶猛的火灾,采取封闭火区的隔绝灭火法或综合灭火法,构建防火墙、灌注惰性气体、注浆等,抑制火势蔓延,逐步消灭火灾。

在整个应急处置过程中,各部门要保持紧密沟通,信息共享,根据灾情变化灵活调整救援策略,全力保障矿工生命安全,将损失降至最低。


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