矿山火灾及其安全风险

矿山火灾及其安全风险矿山火灾及其安全风险 矿山火灾 是指矿山企业内所发生的火灾 根据火灾发生 的地点不同 可分为地面火灾和井下火灾两种 井下火灾与地 面火灾不同 井下空间有限 供氧量不足 假如火源不靠近通 风风流 则火灾只是在有限的空气流中缓慢地燃烧 没有地面 火灾那么大的火焰 但却生成大量有毒有害气体 这是井下火 灾易于造成重大事故的一个重要原因 另外 发生在采空区或 矿柱内的自燃火灾 是在特定条件下 由矿岩氧化自热转为自 燃的 根据火灾发生的原因 可分外因火灾和内因火灾两种 外因火灾是由外部各种原因引起的火灾 例如 明火所引 燃的火灾 油料在运输 保管和使用时所引起的火灾 炸药在 运输 加工和使用过程中所引起的火灾 机械作用所引起的火 灾 电气设备绝缘损坏和性能不良所引起的火灾等 内因火灾是由矿岩本身的物理和化学反应热所引起的 内 因火灾的形成除矿岩本身有氧化自热特点外还必须有聚热条件 当热量得到积聚时 必然会产生升温现象 温度的升高又导致 矿岩的加速氧化 发生恶性循环 当温度达到该种物质的发火 点时 则导致的发生 内因火灾的初期阶段通常只是缓慢地增 高井下空气温度和湿度 空气的化学成分发生很小的变化 一 般不易被人们发现 也很难找到火源中心的准确位置 因此 扑灭此类火灾比较困难 内因火灾燃烧的延续时间比较长 往 往给井下生产和工人的生命安全造成潜在威胁 所以防止井下 内因火灾的发生与及时发现控制灾情的发展有着十分重要的意 义 外因火灾在任何矿山都有可能发生 而内因火灾只能在具 有自燃性矿床的矿山发生而且是有一定条件的 发火原因十分 复杂 外因火灾的发生原因 明火引起的火灾与爆炸 在井下使用电石灯照明 吸烟或无意有意点火所引起的火 灾占有相当大的比例 电石灯火焰与蜡纸 碎木材 油棉纱等 可燃物接触 很容易将其引燃 如果扑灭不及时 便会酿成火 灾 爆破作业引起的火灾 爆破作业中发生的炸药燃烧及爆破原因引起的硫化矿尘燃 烧 木材燃烧 爆破后因通风不良造成可燃性气体聚集而发生 燃烧 爆炸都属爆破作业引起的火灾 焊接作业引起的火灾 在矿山地面 井口或井下进行气焊 切割及电焊作业时 如果没有采取可靠的放火措施 由焊接 切割产生的火花及金 属熔融体遇到木材 棉纱或其他可燃物 便可能造成火灾 电气原因引起的火灾 电气线路 照明灯具 电气设备的短路 过负荷 容易引 起火灾 电火花 电弧及高温赤热导体引燃电气设备 电缆等 的绝缘材料极易着火 内因火灾的发火原因及影响因素 矿岩自燃的一般机理 堆积的含硫矿物或碳质页岩当其与空气接触时 会发生氧 化而放出热量 若氧化生成的热量大于向周围散发的热量时 则该物质能自行增高其温度 这种现象就称为自热 物质的自热 自燃与否都是由下列三个基本因素决定的 a 该可燃物质的氧化特性 b 空气供给的条件 c 可燃物质在氧化或燃烧过程中与周围介质热交换的条件 第一个因素是属于物质发生自燃的内在因素 仅取决于物 质的物理化学性质 而后两 个因素则是外在因素 矿岩自燃过程呈现出氧化 自热和自燃三个发展阶段 这 三个阶段可以矿岩温度来区别 a 常温至 100 矿岩水分蒸发界限为低温氧化阶段 b 100 至着火温度为高温氧化阶段 c 着火温度以上为燃烧阶段 矿岩氧化自燃的主要影响因素 a 物理化学性质 b 矿床赋存条件 c 供氧条件 d 水的影响 e 同时参与反映的矿量的影响 内因火灾发火前的征兆能尽早而准确地识别矿井内因火灾 的初期征兆 对于防止火灾的发生和及时扑灭火灾都具有极其 重要的意义 1 火灾孕育期的外部征兆 矿物氧化时生成的水分会增加空气的湿度 在巷道内能 看到有雾气或巷道壁 出汗 这是火灾孕育期最早的外部征兆 但并不是唯一可靠的 在硫化矿井中 当硫化矿物氧化时出现二氧化硫强烈的 刺激性臭味 这种臭味标志着矿内火灾将要发生的较可靠的征 兆 人体器官对于不正常的大气会有不舒服的感觉 如头痛 闷热 裸露皮肤微疼 精神感到过度兴奋或疲乏等 但这种感 觉不能看作是火灾孕育期的可靠征兆 井下温度增高 上述火灾外部征兆的出现已是矿物或岩石在氧化自热过程 相当发达的阶段 因此 为了鉴别自燃火灾的最早阶段 尚需 利用适当的仪器进行测定分析 2 矿内空气成分 矿内空气分析法是目前矿山中应用最广而且也是比较可靠 的方法 该法的实质是在有自燃危险的地区内 经常系统地采 取空气式样进行分析 以观测矿内空气成分的变化 根据分析 结果 便可以确定自燃过程的开始及其发展动态 3 矿内空气和矿岩温度 为了准确掌握自燃发展的动态与火源位置 最好将气体分 析法与测温法结合起来同时进行 根据测得的等温线图的变化 能掌握自燃发展的动态并能大致找出火源中心位置 4 矿井水的成分 在硫化矿井中 从自热地区流出来的水 其成分与非自热 区流出的水是不同的 因此 可以根据对水的分析来判断火源 的存在 通常分析矿井水要测定下列内容 游离硫酸或里硫酸 根离子的含量 钙 镁 铁等离子的含量 水的 ph 值降低量 水文的逐渐增高数 井下水的酸性增加 铁和硫酸根等离子含 量的增多 ph 值的逐渐降低和水温的增高 在一定条件下可以 认为是硫化矿井中内因火灾的初期征兆 必须注意到各个矿井中水的成分是不相同的 为了能较准 确地根据矿井水来判断火灾危险性程度 就必须在正常条件下 预先查明地