小煤矿井火灾事故处理时的风流调动分析

2011-09-19福建煤电有限公司林聘水

海峡科学 2011年9期

福建煤电有限公司林聘水

煤矿井下属于高危行业，而矿山救护则是高危之中的高危。就福建省小煤矿井而言，多数矿井为私营矿井或承包经营矿井，安全基础资料不全、安全投入不足、通风系统不完善，多数矿井采用自然通风或矿与矿之间联合通风，矿井抗灾、防灾能力低。当矿井井下发生火灾事故时，火灾产生的火烟随风流的流动沿井巷扩散蔓延，火灾产生的火烟流动方向不稳定、不确定性，给抢险救灾工作增加很大的困难及危险。因此，科学地了解灾性、分析灾情，制定合理的抢险救灾方案并有力实施，对抢险救灾的结果起着决定性的作用。因此，在处置此类事情时，要树立“以人为本”的救援理念，保持理性的思维，适时掌握灾区灾情变化，在确保救援人员平安的条件下，正确地执行救灾方案，实时合理地调动风流方向，将火灾产生的有害有毒火烟引向无人的方向或控制减少有害有毒火烟向井下人员密集区域扩散，降低受灾区域人员的危害，组织有限救援人员对被困矿工的救助，避免人员的伤害，减少灾害的损失。

1 概述

1.1 矿井火灾分类

矿井火灾分为内因火灾和外因火灾。内因（自燃）火灾是指煤层在一定的外部（适量的通风供氧）条件下，自身发生物理化学变化，产生并积聚热量，使其温度升高，达到自燃点而形成的火灾；外因火灾是指可燃物在外界火源（明火、电火花或高温热源）的作用下，引起燃烧而形成的火灾。

1.2 矿井火灾产生的危害

1.2.1 矿井火灾发生后，会生成大量有毒有害气体（一氧化碳和二氧化碳）及火烟流，有毒有害气体造成人员中毒和人员伤害，火烟流造成能见度降低，阻碍抢险救灾的行动，增加救援的难度，甚至严重影响阻碍救灾的开展。

1.2.2 矿井火灾燃烧生成的热能转化为机械能，形成附加的自然风压，即火风压，作用于矿井通风网络，造成风流紊乱，扩大灾区受灾面积。

1.2.3 在火源点生成大量火灾气体以及风流受热后体积膨胀所产生膨胀压力，对上风侧风流产生阻力作用，对风流产生动力作用，造成再生火源。

1.2.4 矿井火灾会烧坏大量财物（煤炭、电缆和电气设备、支护材料），造成生产的停滞和财产的损失。

2 火灾发生的原因分析

2.1 井巷支护存在可燃性支护材料、机房峒室存在可燃性支护或作业人员搭盖休息点使用的可燃性材料。

2.2 临时用风的局部通风机风筒采用塑料或编织布等可燃材料制作的风筒，没有完全杜绝采用阻燃性材料的风筒。

2.3 井下用电电缆还存在使用非阻燃电缆，甚至存在护导线等非矿用电缆，电缆之间连接没有采用硫化热补或与热补有同等效能的冷补，或没有采用接线盒连接，甚至还存在明接头、鸡爪子、羊尾巴；井下电缆与电气设备连接，没有使用性能相符的接线盒，电气设备的接线端进口没有挡板；选用电缆截面不够，超负荷使用；电缆吊挂不符合，盘圈数超过《规程》要求或未“8”字型盘吊等隐患，易引发电花火。

2.4 井下电气设备存在使用非矿用、非防爆本质安全型电气设备或淘汰过期设备，带电移动电气设备或电缆违章作业产生电火花。

2.5 职工安全意识差，携带烟草、火下井，井下动火未按规定审批或动火操作时未按规定要求进行，配备防灭火器材不足等。

3 火灾发生后抢救困难原因分析

3.1 矿井日常管理混乱，主要负责人或管理人员日常深入井下了解现场少，对井下生产动态不熟悉，作业地点分布不清，对井下作业人员数量、分布不清楚、不熟悉，灾后无法提供实际需要了解的要素信息，无法为制定抢险救灾方案提供帮助。

3.2 矿井资料管理不到位，图纸资料欠缺，没有通风系统图、井下避灾线路，或图纸资料与现场差距较大，无法为制定抢险救灾方案提供依据，甚至给抢险救灾实施过程增加困难，造成扩大事故。

3.3 矿井日常未组织制定灾害处理预案或未组织对预案进行演练，发生灾变时，受灾人员撤离零乱，给制定抢险救灾方案、分析灾后井下人员分布增加难度和不准确性。

3.4 矿井主要负责人或管理人员在发生灾变时，未制定施救方案，救人心切或怕扩大影响，盲目组织施救，初期火灾处理方法不当或未及时请求外界救援，造成受灾区域扩大或灾情扩大，给后期抢救救灾增加难度。

3.5 救灾设施设备不到位，如“三条线”建设不完整甚至没有建设，给抢险救灾实施增加困难。

3.6 救援人员本身对受灾矿井井下生产布局、生产动态、生产环节等不熟悉或不清楚，给抢险救灾带来困难。

4 火灾事故处理时的风流调动分析

在处理井下火灾事故时，为了避免火灾事故扩大，减少损失，应将火灾产生的有害有毒火烟引向无人的方向或控制减少有害有毒火烟向井下人员密集区域扩散，使井下受火灾威胁人员处于新鲜风流区域，为其创造良好生存条件，同时为抢险救灾人员创造良好的抢救作业环境和空间。

4.1 风流调动原则

风流调动需要根据火灾发生时期、地点、人员分布、现场情况确定，但必需注意五项原则：一是不使瓦斯聚积，煤尘飞扬，造成爆炸；二是不危及井下人员的平安；三是有助于阻止事故扩大，创造接近事故区域的条件；四是防止产生火风压造成风流逆转；五是防止火烟逆退，产生再生火源。

4.2 风流调动方法

4.2.1 保持正常风流方向

（1）当火灾事故发生的具体位置、规模、火势、受威胁区域等在未完全领会清楚时，保持正常风流方向。

（2）当火灾事故发生地点的下风侧有遇险人员尚未撤出或不能确认遇险人员是否已遇难，且矿井又不具备反风和改变烟流流向的条件时，保持正常风流方向。

（3）当火灾事故发生在矿井总回风巷或者发生在比较复杂的通风网络中，改变通风方法可能会造成风流杂紊乱、增加人员撤退困难或造成受灾区威胁区域人员中毒，而且会产生个别地点瓦斯局部积聚等后果时，保持正常风流方向。

（4）当火灾事故发生在采掘工作面，并且实施直接灭火时，保持正常风流方向。

（5）当减少火区供风量有可能造成火灾从富氧燃烧向富燃料燃烧转化时，保持正常风流方向。

如图1：2000年11月28日，某村办煤矿井下主平硐约800m处，发生井下移动空压机过负载引起电缆着火及大量木支架可燃性材料燃烧，由于该矿没有独立通风系统，采用自然通风，但主平硐与附近的镇办煤矿存在相通，发生火灾后，未弄清火源点位于何处，指挥部盲目下达利用镇办煤矿的主要通风进行反风，改变井下风流流向与流速，造成大量的火烟及火烟产生的一氧化碳向井下作业地点蔓延，造成井下作业地点的6名工人遇难，同时给后期救灾增加难度。

图1 某村办煤矿发生事故着火点情况

4.2.2 实施风流反向

（1）矿井必须有独立的通风系统，有机械动力的通风设备与设施，并能在规定的时间执行风流反向，或通过构筑临时通风构筑物可改变风流反向时，可实施风流反向。

（2）当火灾发生在进风侧时，火灾产生的火烟烟流向井下作业区域大量蔓延，严重威胁作业区域的从业人员时，在需救助遇险人员的特别情况下，可实施风流反向。

但改变风流方向前要注意：

一是确认进风侧方向的人员已平安撤退或进风侧方向无人。

二是对于多台风机联合工作的矿井，当由于对发生火灾区域的主要通风机实施反风而可能造成火灾区域产生的火烟向非发生区域扩散蔓延时，此时不仅对发生灾变区域的主要通风机实施反风，而且也应当立即对非事故区域的主要通风机实施反风，实现所有主要通风机联合反风。

三是当采区（或采煤工作面）主要进风巷发生火灾，火灾产生的火烟可能顺风流方向直接威胁到采煤工作面或掘进工件面情况时，通过构筑临时通风构筑物，可将反向后的火灾烟流直接引向无人作业区域或回风流中，实现区域反风；

四是当采区进风巷或采面进风巷发生火灾时，为了救人或灭火，确保救灾人员始终在火源的上风侧工作，免受烟雾和高温的损害，可选择局部反风，但必须考虑反风后的风流不能向其他新鲜区域蔓延。

五是采用改变风流方向时，必须对矿井的通风网络相当熟悉和清楚，平时要做好反风的演习工作，不断总结归纳，摸清矿井在不同地点风流反向的流经线路，以便在矿井发生火灾时，根据什么地点着火应采取什么样的反风方式。

4.2.3 增减风量

（1）增风主要是加大向火灾供风量，以冲淡稀释火灾产生的有毒有害气体，降低火灾产生的高温热能。

一是如封锁火区或在进风侧封闭火灾时，为降低火灾高温及有毒有害气体的危害，可增加风量，但在回风侧封闭火灾时，则不允许增加风量；二是有瓦斯危害矿井，当火区内或其回风侧瓦斯浓度升高时，应增风；三是当出现火风压可能发生风流逆转现象时，应增风；四是当回风侧人员有受有毒有害气体威胁且遇险人员没有撤出时，应增加风量吹散火灾气体、烟雾，创造条件以利于遇险人员穿过火区撤出灾区，或让救援人员进入灾区为遇险人员配用防毒器具撤出灾区。

（2）减风主要是降低向火灾的供风量，以控制火势的成长，创造条件，进行灭火。

一是在瓦斯无危害且灾区内人员已全部撤离前提下，为减弱火势，使救援人员能接近火源，可减风；二是在瓦斯无危害且灾区内人员已全部撤离前提下，为了缩小火灾范围，近距离小范围封闭火灾，可减风；三是若灾区范围内人员尚未撤出，为了避免灾区出现火烟弥漫，能见度低且产生缺氧现象，不能采取减风；四是灾区瓦斯浓度上升、不利于灾区人员撤退时，不能采取减风；五是灾区人员尚未撤出，为避免发生富燃料燃烧而产生大量的烟雾和有毒有害气体，不能采取减风。

如2004年，某无证小煤矿井发生火灾，由于该小煤矿井没有独立通风系统，采用自然通风方式。当发现火源时，在水源不够充足的情况下，为了采取直接灭火，采取减少向灾区供风造成富燃料燃烧，而产生大量的火烟烟雾和 CO，并随着风流方向向作业区蔓延，导致作业区的11名人员伤亡，而且给后期救灾增加难度，造成多名救援人员中毒。

4.2.4 风流短路

风流短路分为新风短路和火烟短路，是利用现有的通风构筑物或临时设置通风构筑物进行风量调节。

一是新风短路，主要采取打开进风侧与回风侧之间的通风构筑物，造成风流短路，从而减少向火源的供风量，达到节制火势的目的。二是火烟短路，利用现有的通风构筑物（如风门或封闭）或构筑临时通风设施（如风障），把烟雾和有毒气体直接导入回风巷或总回风巷，使工作面人员免受毒害，减少人员伤亡。

4.2.5 隔绝距离风流

在灾区无需救人的前提下，使用直接灭火无效的情况下，对火区进行隔绝距离封锁。

4.2.6 调节风流

按照矿井通风情况和抢险救灾需要，可在局部巷道挂风幛、打板闭或开关风门，改变局部风流的大、小或风流方向，改善灾区的通风状况，达到急救人员的方法。这种方法主要是救援力量有限，特别是救援人员不足情况下，而当火灾波及区域广，波及面积大，灾区人员分散，救援人员难以派到各个灾区点时，根据灾区人员分散集中程度而确定风流调节措施。

总之，在井下处置事故时，并非采用单一的通风体系，而是先后或者同时采用多种通风体系。要按照实际情况，灵活运用，彼此联系，扬长避短，以达到既能节制火势，有利于灭火，又能确保灾区人员平安，有利于急救的方针。