矿井火灾处理与控制

一、灭火原理 灭火是破坏燃烧三个条件同时存在和消除燃烧三个条件（之一、之二或全部）的过程。灭火的实质就是把正在燃烧体系内的物质冷却，将其温度降低到燃点之下，使燃
一、灭火原理
灭火是破坏燃烧三个条件同时存在和消除燃烧三个条件（之一、之二或全部）的过程。灭火的实质就是把正在燃烧体系内的物质冷却，将其温度降低到燃点之下，使燃烧停止。
灭火原理，１）冷却，把燃烧物质的温度降低到燃点以下。２）隔离和窒熄，使燃烧反应体系与环境隔离，抑制参加反应的物质。３）稀释，降低参加反应物(液、气体）的浓度。４）中断链反应。现代燃烧理论认为，燃烧是反应是由于可燃物分解成游离状态的自由基与氧原子相结合，发生链反应后才能形成的。因此，阻止链反应发生或不使自由基与氧原子结合，就可以抑制燃烧，达到灭火目的。在实际灭火中，是以上几种原理的综合应用。灭火就其方法而言，可分为直接灭火、隔离灭火和联合灭火三大类。
二、直接灭火
采用灭火剂或挖出火源等方法把火直接扑灭，称谓直接灭火法。
（一）常用灭火剂及其使用方法
可用于扑灭火源的物质，称为灭火剂。常用的灭火剂有水、泡沫、干粉、二氧化碳、四氯化碳、卤代烷、惰气、砂子和岩粉等。
１、水
水是不燃液体，是消防上常用的灭火剂之一。使用方法有水射流和水幕两种形式。
2、泡沫
泡沫是一种体积小，表面被液体围成的气泡群。泡沫的比重小（ｄ＝0.1～0.2），且流动性好，可实现远距离立体灭火，具有持久性和抗燃烧性，导热性能低，粘着力大。泡沫复盖在火源周围，形成严密的复盖层，并能保持一定时间，使燃烧区与空气隔绝，具有窒息作用；复盖层具有防辐射和热量向外传导作用；泡沫中的水份蒸发可以吸热降温，起到冷却作用。泡沫灭火剂可分为化学灭火剂和空气泡沫灭火剂两类。
1)化学泡沫灭火剂 化学泡沫是由两种化学泡沫粉与水混合后发生化学反应而生成的水溶液，经发泡机后形成。化学泡沫灭火剂对扑灭石油和石油产品以及其它油类火灾十分有效。但不宜用于扑灭醇类、醚类和酮类等水溶液的火灾以及电器火灾。化学泡沫灭火剂的性能好，但成本高。
2)高倍空气泡沫 空气泡沫可分为普通蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、抗溶性泡沫以及中倍泡沫和高倍泡沫多种。高倍泡沫（发泡倍数在５００～１００００之间）主要用于火源集中、泡沫易堆积场合的火灾，如井下巷道、采掘工作面、室内仑库和机场设施等处火灾。
3、干粉
干粉灭火的原理。干粉靠加压气体的压力从喷咀内喷出，形成一股雾状气流，射向燃烧物，接触火焰和高温后，受热分解，吸热并放出不燃气体（NH3和H2O(g))，可以稀释火区范围内的氧浓度；干粉及其热解产物可抑止碳氢自由基生成，破坏燃烧链反应；细的粉沫在高温作用下溶化、胶结，形成复盖层具有良好的 热帐 作用。
干粉灭火剂可以扑灭Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ类和电气火灾，常见的灭火器有：
(1)灭火手雷，将干粉灭火剂装在成型的容器中，
(2)喷粉灭火器
4、卤代烃灭火剂
常用的卤代烃灭火剂是用氟、氯、溴取代甲烷和乙烷中的氢而成，因此也叫卤代烷灭火剂。其种类有二氟一氯一溴甲烷（ＣＦ2ＣlＢｒ）、三氟一溴甲烷（ＣＦ3Ｂｒ）等。为了读写方便，根据其原子数用４个阿拉伯数字作它的代号，例如，二氟一氯一溴甲烷可用１２１１代替，三氟一溴甲烷用１３０１代替，以此类推。
5、砂子和岩粉
砂子和岩粉在煤矿广泛应用于扑灭电气火灾。在井下机电硐室、井上下变电所等地方设有防火砂或岩粉池。
（二）消除可燃物
直接灭火除了向火源喷射灭火剂以外，在有些条件下还可以清除可燃物，消除燃烧的物质基础。煤矿常用的是挖除火源。
（三）用凝胶处理高温点和自燃火源
凝胶是由基料（硅酸盐（水玻璃））+促凝剂（碳酸氢氨等盐类）+水（90%左右）组成。其基料和促凝剂都具有阻化作用，加之含有大量水份，在一定的压力下，注入到高温点周围的煤体中。在成胶前凝胶易于流动，能够渗透到煤体碎裂的内部。既可起到阻止氧化作用，又可封堵漏风（裂隙）通道，防止漏风渗入；其内固聚的大量水份，遇高温受热蒸发，还可以起到吸热降温作用。因此，用凝胶处理高温点和自燃火源效果较好。
主体基料选择液态水玻璃（俗称泡花碱，化学分子式Na2O nSiO2或Na2SiO3）。促凝剂是一种使水玻璃能快速生成Si(OH)4胶体，可供选择物质有稀盐酸、稀硫酸、氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵、硫酸铝等。
凝胶的性能指标及其影响因素主要有：
1）成胶时间，根据使用条件不同，要求不同的成胶时间。用于灭火和处理高温点，成胶时间控制在喷出后30s～50s较好；用于堵漏防火，压注碎裂煤体，要求有较强的渗透性，成胶时间控制在5～10min为宜。
2）热稳定性，热稳定性是指在较高温度下维持其胶体状态的性能。试验表明，基料中SiO2浓度越高，其热稳定性越好，防灭火效果越好。
3）胶的强度，基料浓度及其中的SiO2浓度是影响胶体强度的主要因素，其浓度越高强度越大。用于防火时，基料浓度在3%～6%较好；用于灭火浓度在6%～9%为宜。
（四）灌浆灭火
灌浆灭火是煤矿井下常用的一种灭火方法。灌浆灭火的方法因火源位置而异。常用的方法有:井下巷道（钻窝）打钻灌浆、在火区密闭墙上插管灌浆和地面钻孔注浆三种。灌入火区的浆液可以淹没部分空间，既可冷却降温，又可增加密闭的气密性，实现隔绝 冷却联合灭火。
灌浆灭火的关键是准确判断火源的位置。灌浆之前应首先从钻孔抽气样分析气体成分和通过钻孔测定温度，以确定火源的大致范围，然后通过钻孔向火源顶部和周围灌浆。
三、隔绝灭火
当火源不能直接将火扑灭时，为了迅速控制火势，使其熄灭，可在通往火源的所有巷道内砌筑密闭墙，使火源与空气隔绝。火区封闭后其内惰性气体(如CO2和N2等)的浓度逐渐增加，氧气浓度逐渐下降，燃烧因缺氧而窒息。此种灭火方法称为隔绝灭火。
（一）密闭墙的结构和种类
按照密闭墙存在的时间长短和作用，可分为临时密闭、永久密闭和防爆密闭三种。
1、临时密闭墙
其作用是暂时切断风流，控制火势发展。为砌筑永久密闭墙或直接灭火创造条件。对临时密闭墙的主要要求是结构简单，建造速度快，具有一定的密实性，位置上尽量靠近火源。
2、永久密闭墙
较长时间地（至火源熄灭为止）阻断风流，使火区因缺氧而熄灭。其要求是具有较高的气密性、坚固性和不燃性，同时又要求便于砌筑和启开。
3、防爆密闭墙
在有瓦斯爆炸危险时，需要构筑防爆密闭，以防止封闭火区时发生瓦斯爆炸。防爆密闭墙一般是用砂袋堆砌而成，如图10-10 8。其厚度一般为巷宽两倍。密闭墙间距10～５ｍ。 (共计3页)