矿井下综合防火技术.pdf

2023年8月上 世界有色金属 157矿井下综合防火技术刘潮（神木能源集团石窑店矿业有限公司，陕西 榆林 7 1 9 0 0 0）摘 要：为了应对当前有色金属矿山安全事故频发的局面，减少矿井下火灾和灾害事故的发生，降低安全隐患，需要采取有效的措施和方法加强有色金属矿井下的综合防火技术应用和监控系统的完善。本文将介绍当前有色金属矿井下综合防火技术的研究背景，详细阐述火灾产生后的危害，并对目前常用的有色金属矿井下综合防火系统进行详细的分析，旨在为未来有色金属行业发展提供基础保障。关键词：有色金属矿井开采；综合防火；防火技术；防火材料；技术分析中图分类号：T D 7 5 2.2 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2-5 0 6 5（2 0 2 3）1 5-0 1 5 7-3Comprehensive fire prevention technology under minesLIUChao(S h e n mu e n e r g y g r o u p S h i y a o d i a n Mi n i n g C o,L t d,Y u l i n 7 1 9 0 0 0,C h i n a)Abstract:I n o r d e r t o c o p e w i t h t h e c u r r e n t s i t u a t i o n o f f r e q u e n t s a f e t y a c c i d e n t s i n n o n-f e r r o u s me t a l mi n e s,r e d u c e t h e o c c u r r e n c e o f f i r e s a n d d i s a s t e r s i n mi n e s,a n d r e d u c e s a f e t y h a z a r d s,e f f e c t i v e me a s u r e s a n d me t h o d s n e e d t o b e t a k e n t o s t r e n g t h e n t h e a p p l i c a t i o n o f c o mp r e h e n s i v e f i r e p r e v e n t i o n t e c h n o l o g y a n d t h e i mp r o v e me n t o f mo n i t o r i n g s y s t e ms i n n o n-f e r r o u s me t a l mi n e s.T h i s a r t i c l e w i l l i n t r o d u c e t h e r e s e a r c h b a c k g r o u n d o f c o mp r e h e n s i v e f i r e p r e v e n t i o n t e c h n o l o g y i n n o n-f e r r o u s me t a l mi n e s,e l a b o r a t e o n t h e h a z a r d s o f f i r e,a n d c o n d u c t a d e t a i l e d a n a l y s i s o f t h e c u r r e n t l y c o mmo n l y u s e d c o mp r e h e n s i v e f i r e p r e v e n t i o n s y s t e ms i n n o n-f e r r o u s me t a l mi n e s,a i mi n g t o p r o v i d e b a s i c p r o t e c t i o n f o r t h e f u t u r e d e v e l o p me n t o f t h e n o n-f e r r o u s me t a l i n d u s t r y.Keywords:No n f e r r o u s me t a l mi n i n g;C o mp r e h e n s i v e f i r e p r e v e n t i o n;F i r e p r e v e n t i o n t e c h n o l o g y;F i r e p r o o f ma t e r i a l s;t e c h n i c a l a n a l y s i s收稿日期：2 0 2 3-0 5作者简介：刘潮，男，生于1 9 8 5 年6 月，汉族，陕西神木人，本科，采矿工程师，研究方向：采矿工程。近年来，在有色金属矿井资源开采工作中，同样面临着各种安全风险和隐患问题，严重影响了实际生产效率和质量。更值得注意的是，由于有色金属矿井的特殊性质，火灾一旦爆发，将对人员和财产造成更为严重的损失，对相关企业的发展构成严重威胁。因此，为了确保有色金属行业的可持续发展，企业和国家必须加强综合防火技术的应用，为行业的健康发展提供有力保障。1 有色金属矿井下综合防火技术研究背景在我国社会经济快速发展的背景下，为了更好地促进各行业的进步与发展，需要加强对各种资源的充分利用。在新时代的背景下，各行业的发展对资源有着全新的需求标准，因此在资源开采的过程中需要加强对各种技术的应用。在有色金属矿井下综合开采过程中，自燃引发的火灾是我国有色金属矿井火灾的主要情况，也是最主要的影响因素。根据相关行业的统计和研究发展，50%以上的有色金属矿井存在自燃火灾问题，其中约有47%的火灾危害难以磨灭，成为我国需要重点研究和关注的问题。如今，有色金属矿井自燃火灾发展已占全国火灾次数的96%左右，其中60%是由采空区域的火灾因素引发的问题。加强有色金属矿井防火安全技术是矿井安全生产的重要基础和保障内容。在20世纪50年代初期，我国相关行业开始注重有色金属矿井下火灾问题的防控工作，初级阶段使用黄泥灌浆技术对火灾问题进行控制和改善。60年代到79年代，使用阻化剂、均压通风、高倍数泡沫等灭火技术，以保证有色金属矿井下综合开采的效果和质量。在相关行业的发展中，还需要不断研究和分析综合防火技术。在新时代发展背景下，为了适应资源开采的实际效果和质量，需要使用综合防火技术。20世纪80年代到90年代，我国相关行业研究自燃火灾预测系统，并对各种防火治理技术进行创新和研发，以更好地保证防火效果和质量。由于我国对有色金属矿井下防火意识起步较晚，防火技术和设备不够完善，因此加强对有色金属矿井下综合防火安全技术的防治，是促进行业快速发展的重要内容之一，也是带动我国社会经济快速发展的主要措施之一。2 有色金属矿井火灾产生的主要原因分析有色金属矿井火灾通常是指在有色金属矿井下或地面进行生产时发生的造成人员伤亡和设备损毁的火灾事件，导致矿井无法正常生产。主要原因可以分为外部因素和内部因素两个方面。外部因素火灾主要是由于井下拆卸基础设备、不恰当使用电气设备及维修养护工作不合理等问题引发的火灾。在有色金属资源开采过程中，矿井瓦斯、灰尘等可燃物质的积累可能导致火灾或爆炸，增加安全风险和隐患。通常，矿井附近、采矿工作面、电缆支架巷道等地区是外部因素火灾的主世界有色金属2023年8月上158要发生地点，需要相关行业高度重视。内部因素火灾是指资源在空气中受到氧化的影响，导致发热和能量聚集，最终导致火灾事故。据相关数据和调查结果显示，我国有色金属矿井火灾多数是由于资源开采不合理导致的，这会影响资源开采的质量和效率。内部因素火灾通常发生在采控区域和冒顶位置等地点，对矿井的有色金属资源开采造成严重影响和危害，对行业的发展产生严重影响。因此，有色金属矿井火灾可以分为外部因素火灾和内部因素火灾这两类。外部因素火灾主要涉及设备操作和维护，而内部因素火灾则与资源开采质量相关。针对这些问题，相关行业需要加强防范和管理，以确保有色金属矿井生产的安全和可持续发展。3 有色金属矿井火灾发生后会造成的危害（1）对于有色金属矿井火灾的危害程度分析可知，有色金属矿井火灾产生时会造成大量人员伤亡和财产损失，不仅损害国家财产和资源，还阻碍相关行业的进步与发展。与地面火灾相比，矿井下的火灾危害更严重，这主要是因为矿井空间有严重限制，导致在火灾发生后，井下工作人员很难迅速躲避，各种电气和生产设备无法及时移动，并且有色金属资源无法转移，因此火灾发生后，矿井下工作人员的防护工作处于被动状态，明显阻碍和影响火灾救援工作的进行。（2）有色金属矿井火灾发生后，大量有毒有害气体如一氧化碳、二氧化碳等会产生，并快速在井下巷道中蔓延，如果不能及时排放这些气体，将导致工作人员中毒、窒息甚至死亡的事故，严重威胁矿井下工作人员的生命安全。简而言之，如果不能控制和改善有色金属矿井下的有毒有害气体，将对后续生产活动造成影响，持续引发矿井火灾问题。（3）有色金属矿井火灾主要是由于矿井环境封闭、火区环境紧凑，可开采储量不断降低，导致生产受到严重影响，正常开采效果不佳。在恢复正常生产时，火灾重点区域再次发生火灾的概率较高，无法及时改善，对实际矿井的有色金属资源生产造成危害和影响。（4）有色金属矿井火灾对通风系统造成严重危害，会使正常通风系统无法正常运行。主要原因是火风压干扰，也是影响通风系统正常使用的主要原因。通风系统遭到破坏后，整个矿井或局部风流会受影响，包括风流方向和通风量的变化，这对后续矿井的有色金属资源的正常开采产生影响。此外，通风系统不稳定运行还会对电动机造成破坏，导致电动机烧毁，对通风系统的正常运行和资源开采造成影响。（5）有色金属矿井火灾后，瓦斯和灰尘为爆炸和火灾提供基础条件，并起到推动作用。在火灾严重时，不能用水资源进行灭火，否则火势会不断加剧。根据目前实际情况，若不能及时处理和改善有色金属矿井火灾问题，将对各种因素造成危害，引发安全风险和隐患，严重危害和影响行业的发展。4 有色金属矿井下综合防火系统4.1 有色金属矿井下防火检测系统根据目前有色金属矿井资源开采的实际情况，相关企业需要对关键防火区域进行检测，并采用先进的火灾检测设备，加强火灾检测系统的有效运用。该系统主要包括测点传感器、束管分录箱、束管、控制柜、气相色谱仪、真空泵、监控主机等设备。在设备运行过程中，通过真空泵产生负压，使束管内部形成气流，从而保证井下巷道内的有色金属矿井瓦斯气体顺利进入束管，保持气流的通畅。在系统控制下，电磁阀打开相应的阀门，确保束管内的有色金属矿井瓦斯气体能够顺利进入气相色谱仪进行采样分析，以确保数据分析结果的准确性和有效性。经过数据转换，分析结果以图谱形式显示，从而实现对矿井下监测区域火灾发生概率的自动化检测，有效控制火灾问题。4.2 有色金属矿井下阻化剂灭火系统常用的有色金属矿井下阻化剂包括水玻璃阻化剂、氢氧化钙阻化剂、工业氯化镁阻化剂和工业氯化钙阻化剂等。在准备阶段，需要根据实际应用环境情况、成本价格变动和施工安全性等综合因素比较，并选择成本较低、成分稳定性良好的工业氯化钙阻化剂。该阻化剂具有良好的使用效果和施工质量。在选择阻化剂灭火系统及喷洒工艺时，需要采用表面喷洒阻化剂的工艺技术，并使用工业氯化钙阻化剂。在有色金属矿井下接近资源采面的位置，安置两个阻化剂存储箱，一个作为常用阻化剂使用箱，一个作为常用阻化剂储存箱，以保证交替使用的效果，避免由于阻化剂使用不及时而导致火灾安全风险进一步加重。在有色金属矿井下安装阻化剂系统时，首先将浓度为14%的工业氯化钙阻化剂导入容器箱内，然后逐渐加入适量的水，确保阻化剂充分搅拌。待工业氯化钙完全溶解后，才能使用工业氯化钙阻化剂。补充阻化剂后，需要使用专业喷洒泵，通过高压软管将阻化剂喷洒灭火。每个喷洒泵上都安装对应的喷枪，在实际操作中，专业工作人员均匀地喷洒阻化剂。在有色金属矿井下进行回采工作期间，需要每天均匀喷洒阻化剂在关键开采部位，并在喷洒工作期间全面检修设备，以确保设备正常使用效果。同时，还需要采用集中控制和监视系统对整个喷洒过程进行控制和监测，以确保阻化剂的正确使用效果和矿井下的安全生产。4.3 胶凝剂灭火系统在矿井开采过程中，我们必须严格遵守安全规章制度。特别是在使用有色金属矿进行灭火时，必须确保其不会对人体和环境造成危害。因此，在矿井下防火综合技术中，需要将水玻璃和碳酸氢铵进行混合，作为胶凝剂的基础材料。为了满足矿井下快速灭火的要求，胶凝剂的成胶时间不能超过30秒。因此，我们需要有效控制水玻璃和碳酸氢铵的配合比例，否则将会影响成胶时间。目前的研究分析表明，水玻璃2023年8月上 世界有色金属 1591雷祝福.煤矿井下综合防火技术方案的研究J.化工中间体,2022(012):000.2张军杰.井下作业面综合防灭火技术分析J.能源与节能,2021,000(002):P.164-165.3王志荣.矿井综合防灭火技术在煤矿中的运用研究J.安防科技,2021(021):000.4张峰,时彬,武广涛.长时间缓慢推采综合防火技术研究与应用J.内蒙古煤炭经济,2020(4):2.5金枝,方建彬,周祎倩.建筑工程中轻钢结构的防腐及防火技术J.住宅与房地产,2020,No.565(06):195-195.6常洪玮.大型城市综合体防火措施与灭火救援技术探讨J.建筑建材装饰,2020,000(005):152,157.7安 世 岗.浅 埋 藏 近 距 离 煤 层 群 矿 井 综 合 防 灭 火 技 术 J.煤 矿 安全,2020,51(12):4.8王臣凯,韩保音,薛巨云.注氮技术在矿井防灭火中的应用研究J.煤炭工程,2020,52(S01):104-106.9蒯多磊,胡云强,丁江海,等.深井高地温条件下近距离煤层工作面回采期间防火技术研究J.煤炭技术,2022(041-001).和碳酸氢铵应按照1：10的比例进行配合，以确保快速成胶，提高相关经济效益，保证灭火速度和质量。根据实际生产情况和管道布置情况，我们确定在灭火区域范围内需采用插管注胶和打钻注浆相结合的方式。这样既能满足实际灭火需求，又能减少因各种因素影响而导致的灭火效果和质量不佳。插管注胶主要是将胶管插入生产区域范围内，根据实际情况调整胶管深度、方向和位置，并有效测量高温点，减少对胶管的影响。打钻注胶主要是在临近巷道的范围内按一定间隔对胶管进行安装，以满足矿井现场环境要求。在注胶过程中，需要采用两组大功率防火凝胶泵，以保证备用效果，并实现交替使用，提高质量。随着科技的不断创新与发展，我们的设备已经进行了全新的升级和优化，实现了自动化的配比模式，可以自动混合基础材料。混合完成后，通过出口将材料传输到指定区域，在矿井火灾事故发生后，可确保有色金属矿快速形成固态，满足快速灭火和堵漏的基本需求。由于有色金属矿是半固态混合流体，在管道内传输时会产生较大的传动阻力，因此管道的长度和直径也有严格要求。经验证明，加强管道参数的调整也能实现快速灭火的需求。5 有色金属矿井防火灭火的有效措施5.1 外因火灾的有效预防措施5.1.1 杜绝火源的产生（1）为了防止火焰进入有色金属矿井内部，在有色金属矿井下采取各种措施来保证通风效果，并严禁在通风口出20米范围内安装任何设备。（2）进行电焊、气焊等操作时，必须制定严格的安全措施，并禁止火源产生，以保证有色金属矿井环境的安全。（3）对于选择和使用有色金属矿井下的电气设备，必须严格按照相关规定执行，合理使用继电器和熔断器，以减少不当操作引发的安全风险和事故。（4）在有色金属矿井下的生产过程中，应选择防爆类型的电气设备，并对其性能进行检测。电缆敷设需符合相关标准和要求，加强规章制度建设，确保电气设备使用过程中无电火花产生。保护系统需全面安装，严禁在有色金属矿井下使用取暖设备。（5）采用不可助燃材料进行支护，有效降低火源产生的可能性和危险性。5.1.2 对防火门进行设置需要在进风井口设置防火铁门，确保井口严密封闭，有效控制近地面火灾情况，保证通风系统的使用效果和质量，以确保在火灾发生后能够有效保障通风效果和质量，加强安全防火门的设置效果和质量。5.1.3 加强消防和灭火设备的安装在有色金属矿井下的消防准备阶段中，需要加强对灭火和消防设备的全面安装，并加强对其管理，及时更换已损坏的消防和灭火器材，确保设备维护的效果和质量。5.2 内因火灾的有效预防措施5.2.1 减少各种火灾安全隐患（1）在资源开采的过程中，需合理划分有色金属矿井下的区域，并科学选择资源开采技术，以减少资源与空气接触，并按行业标准规定进行重叠区域的设置，从而尽量减少火灾发生概率。（2）在有色金属矿井下应合理选择通风方式，并采取适当措施降低火灾发生概率。在完成开采工作后，需要对工作面进行封闭处理。（3）进行灌浆防火措施时，可使用水和浆材按配比制成浆液，并利用输浆设备对可能发生火灾的区域进行隔断处理，避免采空区域漏风问题，从而降低有色金属矿井温度，预防资源自燃问题的发生。5.2.2 加强预测警报和处理的效果为更好地应用有色金属矿井下综合防火技术，相关企业应加强对火灾的有效检测，监测空气中有害气体浓度，快速锁定可能发生火灾的地点，并有序地展开预测工作，以确保预防工作的有序开展。为减少自燃导致火灾的发生概率，相关企业在资源开采过程中需迅速处理各种火灾隐患，从而增强火灾处理效果，降低人员伤亡和风险隐患。6 结语为提高有色金属矿井下资源开采的效率和质量，加强工作安全和稳定性，减少自燃火灾带来的隐患和风险，根据实际情况，需要加强火灾监控系统的建设，及时控制可能出现火灾问题的区域，加强对火灾事故的快速预防，降低人员伤亡和财产损失。这样可推动行业进步与发展，并全面提升国家经济效益。