礦井火災是指凡發生在礦井內或地面並威脅到井下安全生產、造成損失的失控燃燒均稱礦井火災。按引火源的不同，礦井火災分為內因火災和外因火災。礦井火災與煤塵、沼氣爆炸的發生常是互為因果關係，是釀成煤礦惡性事故的原因之一。
基本介紹
- 中文名：礦井火災
- 外文名：The mine fire
- 別稱：礦內火災、井下火災
- 危險：引起瓦斯、 煤塵或硫化礦塵爆炸
- 內因：煤自燃
- 外因：設備使用管理不當
簡介,內因火災,煤自燃,火災預測和預報,硫化礦石自燃,預防自燃措施,外因火災,礦井滅火,滅火方法,火區管理,行動原則,
簡介
礦井火災又叫礦內火災或井下火災。是指發生在煤礦井下巷道、工作面、硐室、採空區等地點的火災。能夠波及和威脅井下安全的地面火災，也叫礦井火災。礦井發生的火災(包括危及井下的地面火災)，常招致人員傷亡,設備損失,礦井停產,資源破壞,甚至引起瓦斯、 煤塵或硫化礦塵爆炸。1894年俄斯特拉發-卡爾維納地區(Ostrav-Karvina)拉瑞什(Larisch)煤礦(位於今捷克斯洛伐克境內)因火災引起瓦斯爆炸，當場死亡235人,處理事故時又發生第二次瓦斯爆炸,礦山救護隊員大部分犧牲。礦井火災按引起的熱源不同分內因火災和外因火災兩類。
礦井火災
礦井火災內因火災
煤自燃
有自燃傾向的煤在常溫下吸附空氣中的氧，在表面上生成不穩定的氧化物。煤開始氧化時發熱量少，能及時散發，煤溫並不增加，但化學活性增大，煤的著火溫度稍有降低，這一階段為自燃潛伏期。隨後，煤的氧化速度加快，不穩定的氧化物先後分解成水、CO2和CO，氧化發熱量增大,當熱量不能充分散發時，煤溫逐漸升高，這一階段稱為自熱期。煤溫繼續升高，超過臨界溫度（通常為80℃左右），氧化速度劇增，煤溫猛升，達到著火溫度即開始燃燒。在到達臨界溫度前，若停止或減少供氧，或改善散熱條件，則自熱階段中斷，煤溫逐漸下降，趨於冷卻風化狀態，如上圖所示。
煤的化學成分和碳化程度是影響煤自燃傾向的重要因素。褐煤最易自燃；煙煤、中長焰煤和氣煤較易自燃；無煙煤則很少自燃。碳化程度低、含水分大的煤，水分蒸發後易自燃；碳化程度高的煤，水分對自燃的影響不明顯。煤成分中的鏡煤、絲煤，吸氧能力強，著火溫度低，煤中含量越多，越易自燃。實驗室鑑定煤的自燃傾向的方法很多，都是模擬煤的氧化過程，以其氧化能力作為判定依據。
火災預測和預報
我國目前預測自然（1）在實驗室確定自燃傾向性等級；（2）根據本礦或條件相似（近）礦井或採區的已有的自然發火的統計資料，確定待采（或本）煤層的自然發火期。
硫化礦石自燃
鐵、銅、鉛、鋅等金屬的硫化礦物均易氧化。硫化礦物吸附空氣中的氧，氧化發熱，隨著熱量積聚，溫度升高，在適宜的外界條件下，氧化過程逐漸加速，直到自燃。通常含硫量高，自燃傾向大。次生硫化礦富集帶的礦石比原生礦石具有較大的氧化速度和較低的著火溫度。水對硫化礦物自燃有催化作用，濕黃鐵礦的氧化速度高於乾黃鐵礦。礦井水的酸度高，可加速礦石氧化。礦石破碎程度增加,氧化表面積增大,易於自燃。坑木的著火溫度低，受酸性水侵蝕的坑木，著火溫度只有230～250℃，坑木氧化發熱，可促進硫化礦石自燃。
預防自燃措施
基本原則是減少礦體的破壞和碎礦的堆積，以免形成有利於礦石氧化和熱量積聚的漏風條件。①選擇正確的開拓開採方法。合理布置巷道，減少礦層切割量,少留礦、煤柱或留足夠尺寸的礦、煤柱,防止壓碎，提高回採率，加快回採速度。②採用合理的通風系統。正確設定通風構築物，減少採空區和礦柱裂隙的漏風，工作面采完後及時封閉採空區。③預防性灌漿。在地面或井下用土製成泥漿，通過鑽孔和管道灌入採空區，泥漿包裹碎礦、煤表面，隔絕空氣，防止氧化發熱，是防止自燃火災的有效措施。根據生產條件，可邊采邊灌，也可先採後灌。前者灌漿均勻，防火效果好；自燃發火期短的礦井均採用。泥漿濃度(土、水體積比)通常取1:4～1:5。在缺土地區，可考慮用頁岩等矸石破碎後代替黃土製漿，粉煤灰或無燃性礦渣也可作為一種代用品。④均壓防火。用調節風壓方法以降低漏風風路兩側壓差，減少漏風，抑制自燃。調壓方法有風窗調節、輔扇調節、風窗－輔扇聯合調節、調節通風系統等。⑤阻化劑。防止礦石氧化的化學製劑,如CaCl2、MgCl2等,將其溶液灌注到可能自燃的地方，在碎礦石或碎煤表面形成穩定的抗氧化保護膜，降低礦石或煤的氧化能力。
加強監測是早期發現自燃徵兆的重要步驟。測定空氣中的CO濃度，可判斷煤自燃的發展程度及自燃地點。套用紅外線分析儀和氣相色譜儀分析空氣中的微量CO，配合束管法(用細塑膠管束從井下各取樣地點連至地面)遠距離取樣，已可在地面進行連續自動檢測與報警。
外因火災
一切產生高溫或明火的器材設備，如果使用管理不當，可點燃易燃物，造成火災。在中、小型煤礦中，各種明火和爆破工作常是外因火災的起因。隨著機械化程度提高，機電設備火災的比例逐漸增加。預防外因火災的主要措施有：煤礦井下禁止吸菸和明火照明；電氣設備和器材的選擇、安裝與使用，必須嚴格遵守有關規定，配備完善的保護裝置；機械運轉部分要定期檢查，防止因摩擦產生高溫，採煤機械截割部必須有完善的噴霧裝置，防止引燃瓦斯或煤塵；易燃物和炸藥、雷管的運送、保管、領發和使用,均應遵守有關規定;儘量用不燃材料代替易燃材料；一些主要巷道和機電硐室必須砌?或用不燃性材料支護；有些地點要設防火門。
礦井滅火
火災時的風流控制 火災煙氣順風蔓延，當熱煙氣流經傾斜或垂直井巷時，可產生與自然風壓類似的局部火風壓，使相關井巷中的風量變化，甚至發生風流停滯或反向，常導致火災影響範圍擴大，人員不能安全撤退，無法進行滅火，有時還能引起瓦斯或煤塵爆炸。在上行風路中發生火災，其火風壓作用方向與主扇作用方向一致，使火源所在風路的風量增加，旁側風路的風量減少；隨火勢發展，火風壓增加，旁側風路的風流可能反向，煙氣將侵入。在下行風路中發生火災，其火風壓作用方向與主扇相反，使火源所在風路的風量減少，旁側風路的風量增加；當火風壓增大，火源所在風路的風流可能反向，煙氣侵入旁側風路。在礦井總進風流中發生火災時，往往需要進行全礦性反風。以免煙氣侵入採掘區。所以主要扇風機必須裝有反風設備，必須能在10分鐘內改變巷道中的風流方向（見礦井通風）。
滅火方法
火災初起時，可用水、砂或化學滅火器直接滅火，有時還要配合挖除火源。火勢較大，不能接近火源時，可用高倍數泡沫滅火機滅火。在採空區內發生自燃火災，或井巷中發生火災，無法直接滅火時，可用隔絕滅火法。在火源進、迴風兩側合適地點修築密閉牆嚴密封閉火區，可使火源缺氧熄滅。常用的封閉材料有泥、木、磚、石等。用液態高分子材料就地發泡成型，或用塑膠、橡膠氣囊充氣修築臨時密閉牆，均可減輕勞動強度，縮短修築時間。有瓦斯湧出的火區，要考慮在封閉過程中發生瓦斯爆炸的危險，通常應先用砂、土袋修築隔爆牆，在其掩護下建立密閉牆。
火區封閉後，少量漏風使火區內氧濃度維持在 3～5%以上時，火源可能長期陰燃不熄。為了加速滅火,防止漏風，可採用聯合滅火法。向封閉的火區灌注黃泥漿最有效；也可灌注N2或CO2。
煤礦救援設備：QKB氣囊式快速密閉（唐山為天劉熾綸之煤礦安全專利設備），一旦巷道發生火災，快速隔絕空氣，阻止火災蔓延；也可調節風門。攜帶方便、安裝簡便、體積小、重量輕、安裝快速，還可重複使用。
火區管理
行動原則
任何一發現火災時首先應識別火害性質，範圍立即採取一切可行的方法直接滅火，並匯報調度所。當井下發生火災時，為了迅速滅火必須遵守紀律，服從命令，不要擅自行動。礦調度所接到井下火災報告時，立即通知礦山救護隊搶險。並通知井下受到火災威脅的人員擅利災區。
