第四章矿井外因火灾防治技术

2023/7/15矿井火灾防治理论与技术主讲教师：潘荣锟博士

河南理工大学Email:prk2008@126.com2023/7/15第四章矿井外因火灾防治2023/7/151外因火灾

第四章矿井外因火灾的预防

外因火灾的主要特点是突然发生，来势迅猛，发生的时间与地点出乎意料之外。正是由于这种突发性和意外性，常会使人们惊慌失措而酿成恶性事故。

如1978.2.15吉林东富煤矿火灾事故

（68人死亡）

1976.8.13新密王庄煤矿火灾事故（92人死亡）

据统计，重大恶性火灾事故90％以上是由外因火灾所引起，外因火灾约占火灾总数的25-30％，但是牺牲于外因火灾的人数却占总数的65％。

由此可见，决不能由于外源火灾的比率较小而不予重视，疏于防范。尤应注意的是，随着采掘机械化程度的提高，外因火灾比率有上升的趋势，机电峒室、电缆、皮带运输机和综采设备火灾事故近几年来多次发生，矿井蒙受的经济损失是巨大的。外因火灾的防治主要应从两个方面着手，一是防止失控的高温热源；其次是在井下尽量采用不燃或耐燃的材料与制品。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防近年来典型煤矿火灾事故：2014年11月26日，辽宁阜新矿业恒大矿发生1.9级矿振诱发瓦斯燃烧爆炸事故，造成24人遇难。2014年6月3日，重庆万盛南桐矿业公司砚石台煤矿井下4406S2回采工作面发生一起重大事故，造成22人遇难，事故直接原因是：采煤工作面下隅角采空区内混有硫铁矿结核的煤自燃，诱发采空区内积聚的瓦斯发生爆炸。2013年3月29日，吉林省吉煤集团八宝煤矿在处理火区过程中连续发生瓦斯爆炸，共造成36人遇难，事故直接原因是：八宝煤矿防灭火措施不落实，采空区漏风，煤炭自燃发火，引起采空区瓦斯爆炸。2011年7月6日，山东省枣庄市薛城区防备煤矿发生井下空气压缩机火灾事故，造成28名矿工遇难。2010年7月17日，陕西渭南市韩城市小南沟煤矿副斜井井底动力电缆着火发生火灾事故，造亡成28人遇难。

2010年1月5日，湖南省湘潭市湘潭县发生一起煤矿电缆起火事故，27名矿工遇难。2023/7/151外因火灾事故案例

第四章矿井外因火灾的预防国内外有记载的重大恶性火灾事故90％以上属外因火灾引起。1950年，英国的克利威尔煤矿因输送机胶带破损，摩擦起火，造成80人死亡。1956年比利时Bois-De-Cazter煤矿进风井筒火灾，曾造成263人死亡，矿井被迫关闭。1961年捷克的Dukla煤矿井下发生的带式输送机着火，曾造成108人死亡。1990年5月8日，黑龙江省鸡西市小恒山煤矿因胶带火灾死亡80人，伤23人，直接经济损失567万元。2023/7/151外因火灾

第四章矿井外因火灾的预防1994年8月3日，平顶山矿务局八矿丁戊四采区一条钢芯绳强力胶带因摩擦起火，将胶带输送机烧毁后又引燃部分巷道，致使多名矿工遇难，损失巨大。

1995年12月5日16时20分，大屯煤电公司姚桥矿-400m水平东翼胶带输送机大巷发生特大胶带输送机火灾事故，烧毁胶带8500m，造成27人死亡。1997年，准格尔露天煤矿输送机走廊发生胶带输送机火灾，直接经济损失达100余万元。2000年11月2日凌晨，江西省丰城矿务局坪湖煤矿因主皮带暗斜井皮带着火发生重大井下火灾事故，造成10余人遇难。2023/7/151外因火灾

第四章矿井外因火灾的预防

外因火灾是由外部火源（明火、电火花、爆破火花、摩擦生热等）引起的，这类火灾的主要特点是突然发生，来势迅猛，发生的时间与地点出人意料之外。正是由于这种突发性和意外性，常会使人们惊慌失措而造成恶性事故。

一切能够产生高温、明火、火花的以及出可燃材料制成的器材和设备，如使用不当部可能引起外因火灾。

在现代化装备的大型矿井中，绝大多数外因火灾是由于机电设备质量不高，安装不良，又缺乏严格的检修、维护制度，长期带病运行而引起。

机械化程度较低的中小煤矿、地方煤矿，爆破和明火是造成外因火灾的主要原因。2023/7/151外因火灾事故案例

第四章矿井外因火灾的预防2015年5月25日，河南平顶山市鲁山县康乐园老年公寓（铁皮泡沫）发生火灾,造成38人死亡、6人受伤。当环境中CO的浓度超过100ppm(100×10-6)时，人体就会产生头晕、乏力等不适感；随着CO浓度的增加，会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状；当CO浓度超过600ppm时，短期内会引起窒息死亡。2023/7/151外因火灾事故案例

第四章矿井外因火灾的预防事故原因：根据初步调查，事故的直接原因涉及电路老化、安全隐患整治不彻底、消防检查管控不到位等多方面着火的房屋均为铁皮板房，这些铁皮屋墙体夹层多由泡沫板填充，俗称“铁皮泡沫屋”，易燃烧。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防煤矿常见的外因火源主要有以下几种：

1)电能热源。电(缆)流短路或导体过热；电弧电火花；烘烤(灯泡取暖)；静电等。下表为我国部分电气火灾发火原因统计表。1外因火灾

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第四章矿井外因火灾的预防煤矿常见的外因火源主要有以下几种：

2)机械设备运转不良造成的摩擦热如胶带与滚筒摩擦、胶带与碎煤摩擦以及采掘机械截齿与砂岩摩擦等。3)不正确的爆破作业形成的爆炸火焰

放明炮、糊炮、装药密度过大或过小、钻孔内有水、炸药受潮以及封孔炮泥长度不够或用可燃物(如煤粉、炸药包装纸等)代替炮泥等违反爆破操作规程的操作都有可能发生爆燃。放炮引起瓦斯燃烧或爆炸的例子在我国时有发生。

例如，1980年12月8日徐州局韩桥矿夏桥井1704工作面，采用四芯线一次联三炮短时间间隔放炮，由于封孔炮泥长度过小，产生爆燃，引起煤尘爆炸。

1外因火灾

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第四章矿井外因火灾的预防

4)液压联轴器喷油着火引燃周围可燃物，造成多起火灾。

例如，铜川矿务局徐家沟矿用锑锡合金的保险丝代替易熔合金安全塞；安阳铜冶矿用铁丝代替易熔合金安全塞，都形成了重大的火灾事故．造成多人伤亡。

5)明火(高温焊碴、吸烟)。明火也是产生外因火灾的重要原因之一。明火主要产生于加热器、喷灯、焊接和切割作业，烟头也时有酿成火灾的可能。6)瓦斯、燃尘爆炸1外因火灾

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第四章矿井外因火灾的预防矿井外因火灾伤亡事故图

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第四章矿井外因火灾的预防矿井外因火灾伤亡事故图(续)

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第四章矿井外因火灾的预防

外因火灾的防治主要应从两个方面着手：一是防止失控的高温热源；其次是在井下尽量采用不燃或耐燃的材料与制品。在矿井里失控的高温热源有：电器过负荷运行、短路产生的电弧、电火花；不正确的爆破作业形成的爆炸火焰；机械设备运转不良造成的过热或摩擦火花，违章吸烟、使用电炉、灯泡取暖、电焊、气焊、喷灯熔断与焊接以及瓦斯、煤尘爆炸、坏人的阴谋纵火等而出现的明火。

2外因火灾防治

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第四章矿井外因火灾的预防2外因火灾防治

2.1我国的消防方针

《中华人民共和国消防条例》规定，消防工作实行“预防为主，消防结合”的方针。

所谓预防为主，即是在消防工作中坚持重在预防的指导思想，在设计、生产和日常管理工作中应严格遵守有关防火的规定，把防火放在首位。消防结合，即是在预防的同时积极做好灭火的思想、物质和技术准备。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2外因火灾防治

2.2防火对策火灾的防治可以采取下列三个对策：

1)技术(Engineering)对策技术对策是防止火灾发生的关键对策。它要求从工程设计开始，在生产和管理的各个环节中，针对火灾产生的条件，制定切实可行的技术措施。技术对策可分为：

(1)灾前对策灾前对策的主要目标是破坏燃烧的充要条件，防止起火；其次是防止已发生的火灾扩大。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2.2防火对策

A．防止起火。主要对策有：①确定发火危险区——潜在火源和可燃物共同存在的地方，加强明火与潜在高温热源的控制与管理，防止火源产生;②消除燃烧的物质基础。井下尽量不用或少用可燃材料，采用不燃或阻燃材料和设备，例如使用阻燃风筒、阻燃胶带，支架非木质化;③防止火源与可燃物接触和作用。在潜在高温热源与可燃物问留有一定的安全距离;④安装可靠的保护设施，防止潜在热源转化为显热源。例如，变电所安装过电流保护装置，防止电缆短路.2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2.2防火对策

B．防止火灾扩大①有潜在高温热源的前后10m范围内应使用不燃支架；②划分火源危险区，在危险区的两端设防火门；矿井有反风装置，采区有局部反风系统；③在有发火危险的地方，设置报警、消防装置和设施；④在发火危险区内设避难硐室。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2.2防火对策

(2)灾后对策主要有：①报警。采集处于萌芽状态的火灾信息，发出报警；②控制。利用已有设施控制火势发展，将非灾区与灾区隔离；③灭火。迅速采取有效措施灭火方法；④避难。使灾区受威协的人员尽快选择安全路线逃离灾区，或撤至灾区内预设的避难硐室等待救援。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2.2防火对策

2)教育(Education)对策

教育对策包括：

知识、技术和态度教育三个方面。

3)管理(法制(Enforcement))对策制定各种规程、规范和标准，且强制性执行。这三种对策简称“3E”对策。前两者是防火的基础，后者是防火的保证。如果片面地强调某一对策都不能收到满意的效果。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2.3《煤矿安全规定》的规定

第二百一十六条木料场、矸石山、炉灰场距离进风井不得小于80m。木料场距离矸石山不得小于50m。不得将矸石山或炉灰场设在进风井的主导风向上风侧，也不得设在表土10m以内有煤层的地面上和设在有漏风的采空区上方的塌陷范围内。

第二百一十七条新建矿井的永久井架和井口房、以井口为中心的联合建筑，必须用不燃性材料建筑。对现有生产矿井用可燃性材料建筑的井架和井口房，必须制定防火措施。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2外因火灾防治

第二百一十八条矿井必须设地面消防水池和井下消防管路系统。井下消防管路系统应每隔100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每隔50m设置支管和阀门。地面的消防水池必须经常保持不少于200m3的水量。如果消防用水同生产、生活用水共用同一水池，应有确保消防用水的措施。开采下部水平的矿井，除地面消防水池外，可利用上部水平或生产水平的水仓作为消防水池。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2外因火灾防治

第二百一十九条进风井口应装设防火铁门，防火铁门必须严密并易于关闭，打开时不妨碍提升、运输和人员通行，并应定期维修；如果不设防火铁门，必须有防止烟火进入矿井的安全措施。第二百二十条井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。通风机房位于工业广场以外时，除开采有瓦斯喷出区域的矿井和煤（岩）与瓦斯突出矿井外，可用隔焰式火炉或防爆式电热器取暖。暖风道和压入式通风的风硐必须用不燃性材料砌筑，并应至少装设2道防火门。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2外因火灾防治

第二百二十一条井筒、平硐与各水平的连接处及井底车场，主要绞车道与主要运输巷、回风巷的连接处，井下机电设备硐室，主要巷道内带式输送机机头前后两端各20m范围内，都必须用不燃性材料支护。在井下和井口房，严禁采用可燃性材料搭设临时操作间、休息间。

第二百二十二条井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2外因火灾防治

第二百二十三条井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。如果必须在井下主要硐室、主要进风井巷和井口房内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作，每次必须制定安全措施，并遵守下列规定：（一）指定专人在场检查和监督。（二）电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的前后两端各10m的井巷范围内，应是不燃性材料支护，并应有供水管路，有专人负责喷水。上述工作地点应至少备有２个灭火器。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2外因火灾防治

（三）在井口房、井筒和倾斜巷道内进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作时，必须在工作地点的下方用不燃性材料设施接受火星。

（四）电焊、气焊和喷灯焊接等工作地点的风流中，瓦斯浓度不得超过0.5%，只有在检查证明作业地点附近20m范围内巷道顶部和支护背板后无瓦斯积存时，方可进行作业。

（五）电焊、气焊和喷灯焊接等工作完毕后，工作地点应再次用水喷洒，并应有专人在工作地点检查1h，发现异状，立即处理。

（六）在有煤（岩）与瓦斯突出危险的矿井中进行电焊、气焊和喷灯焊接时，必须停止突出危险区内的一切工作。

煤层中未采用砌碹或喷浆封闭的主要硐室和主要进风大巷中，不得进行电焊、气焊和喷灯焊接等工作。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防2外因火灾防治

第二百二十四条井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内，由专人押运送至使用地点，剩余的汽油、煤油和变压器油必须运回地面，严禁在井下存放。

井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等，必须存放在盖严的铁桶内。用过的棉纱、布头和纸，也必须放在盖严的铁桶内，并由专人定期送到地面处理，不得乱放乱扔。严禁将剩油、废油泼洒在井巷或硐室内。井下清洗风筒工具时，必须在专用硐室进行，并必须使用不燃性和无毒性洗涤剂。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防3外因火灾防治技术对策

外源火灾的前期及时发现是防止发展，控制其危害的一个重要方面。

温升变色涂料就是早期发现电气设备发热的指示标志。将这些涂料涂敷在电机的外壳或机械设备的易发热部位，一旦温升超出额定值即会变色给人以预留；当温度下降到正常值，则又恢复原色。

黄色碘化汞（HgI）为主体的变色涂料，当涂敷物的温度由常温升到54~82℃时即变为桔红色;

以红色碘化汞(HgI2)为主体的涂料、温度上升到127℃时变为黄色，温度下降后又恢复原色。

其它预害电气机械设备温升的尚有以易熔合金，热敏电阻等制成的感温元件，而且将这些元件与灭火装置联动，可以在发生火灾时自动启动灭火。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防3外因火灾防治技术对策

如前所述，预防火灾发生有两个方面；一是防止火源产生；—是防止已发生的火灾事故扩大，以尽量减少火灾损失。1）防止火灾产生(1)防止失控的高温热源产生利存在。技《规程》及其执行说明要求严格对高温热源、明火和潜在的火源进行管理。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防3外因火灾防治技术对策

(2)尽量不用或少用可燃材料，不得不用时应与潜在热源保持一定的安全距离。(3)防止产生机电火灾。(4)防止摩擦引燃；①防止胶带摩擦起火。胶带输送机府具有可靠的防打滑、防跑偏超负荷保护和抽承温升控制等综合保护系统；②防止摩擦引燃瓦斯。(5)防止高温热源和火花与可燃物相互作用。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防3外因火灾防治技术对策

2）防止火灾蔓延的措施限制已发生火灾的扩大和蔓延，是整个防火措施的重要组成部分。火灾发生后利用已有的防火安全设施，把火灾局限在最小的范围内，然后采取灭火措施将其熄灭，对于减少火灾的危害和损失是极为重要的。其措施有：①在适当的位置建造防火门，防止火灾事故扩大。②每个矿井地面和井下都必须设立消防材料库。③每一矿井必须在地面设置消防水池，在井下设置消防管路系统。④主要通风机必须具有反风系统或设备，反风设施，并保持其状态良好。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防4胶带输送机火灾

胶带输送机火灾是指发生在胶带输送机运输胶带上的火灾。胶带输送机火灾发生的原因很多，归纳起来为:

胶带摩擦、电器故障、其他原因三方面。

运输胶带由于跑偏、打滑、运行阻滞与主动滚摩擦、托滚滞动、胶带在运行中与其他物件的摩擦生热等是矿井胶带火灾发生的主要原因，胶带输送机因位于进风顺槽，若报警或救灾不及时不仅大大增加扑灭火灾的难度，而且有毒、有害气体可能迅速传遍各工作面，引起灾害扩大，所以胶带输送机火灾比一般燃料如木材、煤火灾危险性大得多，是矿井火灾防治的重点。

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第四章矿井外因火灾的预防4胶带输送机火灾2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防4胶带输送机火灾防治技术

1）胶带输送机自动喷淋防火系统MPZ-1型矿用胶带输送机自动灭火装置有电源及控制箱、手动阀、供水压力传感器、电磁阀、温度传感器、紫外线火焰探测器、声光报警器、CO传感器、信号速差传感器、水喷射灭火管路系统、泡沫喷射灭火管路系统、泡沫罐等组成。

2）自动喷淋防火系统的目的和功能研究自动喷淋系统在于结合监测监控系统达到以下三个目的：(1)熄灭火势较小的胶带输送机火灾；(2)减少胶带输送机火灾烟雾生成，减缓胶带火灾的蔓延，控制火势发展；(3)便于火源下风流的人员安全撤退，如条件许可，便于救护人员救灾。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防4胶带输送机火灾防治技术3）水幕群喷头布置为了保证胶带输送机火灾初期得以控制，自动喷淋系统中水幕群喷头的布置及水量必须达到一定要求，喷头布置如图所示。其中在胶带上方及两侧顺胶带各布置一道水幕。自动控制洒水方式的部件连接2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防4胶带输送机火灾防治技术自动控制洒水方式的部件连接2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防4胶带输送机火灾防治技术2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防5矿井电气火灾防治5.1矿井电气火灾特征分析

隐蔽性强

由于漏电与短路通常都发生在电器设备内部及电线的交叉部位，因此电气起火的最初部位是看不到的.随机性大

矿井中电气设备布置分散，发火位置很难进行预测，并且起火时间和概率都很难定量化。

燃烧速度快

电缆着火时，由于短路或过流时的电线温度特别高，导致火焰沿着电线燃烧的速度非常快；扑救困难

电线或电气设备着火时一般是在其内部，看不到起火点，且不能用水来扑救，所以带电的电线着火时不易扑救。损失程度大

电气火灾的发生，通常不仅会单纯导致电气设备的损坏，而且还将殃及井下众多生产设备。2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防5矿井电气火灾防治5.2矿井电气火灾原因分析（1）短路（2）过负荷（3）接地故障（4）接触不良（5）漏电（6）静电（7）电气照明设备引起火灾2023/7/15

第四章矿井外因火灾的预防5矿井电气火灾防治5.3矿井电气火灾危害性分析