当前位置: 电气装置 >> 电气装置资源 >> 金属矿山火灾危险源辨识与控制技术研究
国内研究现状
矿山火灾是指发生在矿山地面或井下、威胁矿山安全生产、形成灾害的一切非控制燃烧。它是矿山的主要灾害之一。在高等学府、科研院所和现场工程技术人员的共同努力下,我国矿山火灾防治工作取得了长足进步。尽管如此,我国矿山火灾重大事故时有发生。由于各个矿山的开采条件、通风系统、生产装备差异很大,很难适用统一的标准。对于要研究的金属矿山,有别于煤矿,因为金属矿山的瓦斯含量远不如煤矿,故针对金属矿山,我们主要是研究外因火灾。当然,对于不同的金属矿山,要做好矿山防火灭火工作,必须有针对性。国内的研究人员在这方面也做出了许多工作,取得了很多成果。
在矿山火灾的分类辨识方面,我国的研究人员根据发生的地点不同,可分为地面火灾和井下火灾;按一次火灾所造成的人员伤亡、受灾户数和财物损失金额,可划分为特大火灾、重大火灾和一般火灾;根据火灾发生的原因,可分为外因火灾和内因火灾。外因火灾是指由于外来热源,如明火、爆破、瓦斯煤尘爆炸、机械摩擦、电路短路等原因造成的火灾。内因火灾是指岩层或含硫矿场在一定的条件和环境下自身发生物理化学变化积聚热量导致着火而形成的火灾。目前,用于金属矿山的评价方法主要是安全检查表法和专家评议法,其操作简单,计算方便,依据专家给定分值来确定评价结果,因此其评价结果带有很强的主观性,未能真实反映矿山生产实际;而PET、FTA、LEC计算比较复杂,建立的事故树没有统一标准。
在矿山火灾危险源的预控方面,主要有以下措施和方法:1.外因火灾的预防措施:(1)严格按照矿山安全规程的要求,配置必要的防火设施,定期检查和维护,并对有可能导致发生火灾的火源,严加管理,堵塞漏洞,防范于未然;(2)建立完善的、能够适应火灾时期通风变化的通风系统和随时能够逆转的主力通风装置;(3)建立灵敏、可靠并针对各主要火源点的探测警报系统和有效的灭火装置;(4)编制全矿性的灾害预防和处理计划,每年根据矿井的变化情况,对计划作必要的补充和修订。2.外因火灾的扑灭方法及适用条件:(1)直接灭火法:即用水、化学灭火器、惰性气体、泡沫剂、砂子或岩粉等,直接在燃烧区域及其附近灭火,适用于在火灾初起时迅速地扑灭;(2)隔绝灭火法:当井下火灾不能用直接灭火法扑灭时,必须迅速封闭火区,切断氧气供给,采用隔绝灭火法;(3)联合灭火法:即在封闭火区后再辅以其它灭火措施,如灌浆(或惰性气体)和调节风压等。3.内因火灾的预防措施:内因火灾的预防采取限制可燃物自热、消除聚热条件,减少可燃物的产生、积聚和隔绝供氧等综合治理措施,包括地下采矿技术措施和地表灌注浆液。(1)封闭可能发生自燃的采空区出入口,隔绝漏风。(2)地表灌注阻燃浆液。采用阻燃浆液封闭隔离可能自燃的采空区、崩落区。4.内因火灾的扑灭方法及适用条件:灭火方法有:直接灭火法、隔绝灭火法、联合灭火法和均压灭火法等。均压灭火时利用风机及通风构筑物调节全矿风压,使发火区与周围气压差接近于零,以抑制燃烧与危害的蔓延
国外研究现状
在危险源的辨识和分析方面,美国矿山局在分析~年间美国金属矿山和非金属矿山火灾事故所编写的文献中,得出了几点重要结论。首先,露天矿和地下矿火灾事故率都没有下降。尽管矿山安全人员付出很大努力和有关规程发挥了作用,但后几年(~年)来火灾事故几乎没有减少。“根据火源、燃烧物质和所涉及设备的有关资料可作出的一种解释是火灾危险是随着采矿方法、材料和有关设备的变化而异的。当人们认识和修正某些特定的火灾危险时,推行新的采矿工艺却可能将另外的危险带入作业区。这种解释表明,现在的安全防火水平还不足以有效地减少火灾事故率,如果要减少事故率,则必须加快步伐把注意力集中在新出现的采矿工艺上。”其次,电是地下矿火灾中最常见的发火源。柴油机械上电气设备发生火灾的次数也很多,在有据可查的地下火灾中最常见的燃烧物质是可燃液体、绝缘材料和坑木。据报道,地下火灾大多发生在电气设备和柴油设备集中的运输巷道或平巷内。在已经报道和未经报道的地下和露天火灾中最常涉及的设备是铲运机之类的移动式设备。
在危险源的评价和控制方面,国外自工业革命以后,有了长足的发展,发明了许多实用的方法,如国外道化学公司评价方法、蒙德化学公司评价方法、日本劳动省化工厂六阶段危险评价方法以及国内化工厂危险程度分级方法、火炸药和弹药企业重大危险源评价方法等。自50年代初期以来,国际镍公司的实践是在采区下盘掘进分隔开的防火风道用于进风和回风。为了避免污风通过进风道再循环进入作业区和保证发生矿内火灾时向各开采水平足够地输送新鲜空气,在地面防水房内安装进风主扇,因而可保持从地面到所有进风道都有可靠的进风压力。在几座矿山环境要求地下局扇,这些局扇安装在主采区上部的下盘隔离开的防火风道系统内。
国际镍公司的主要提升井在矿山通风系统中大都不起主要作用,但可输送足够的上行风量以防冻结。这使生产井基本上处于备用状态,并使国际镍公司地下火灾的控制计划得到根本改进。为避免通风区同风流发生串联,制定了矿体总体通风设计。为预防火灾、控制其漫延、隔离火区和快速灭火,要进一步采取以下措施[3]:1)利用压气和通风系统的有效报警系统2)设置便于通达作业区的躲避铜室,在发生火灾时可为所有人员提供安全躲避3)明确通告所有人员要在躲避铜室寻求避难(把熟悉使用躲避铜室的程度作为记入工时和扣除工时的要点,通过防火演习确保所有人员都熟悉这种要求);4)切实保有经过良好培训的矿山救护队;5)早期和安全撤离的有效系统。不断评估消防设施和消防方法,根据要求加以完善和革新。
法特瑞互助保险公司(FMGlobal)从火灾风险和非火灾风险的角度,对金属矿业进行了深入分析和系统研究。在对选矿厂衬胶设备(RLE)和胶带输送机火灾的产生原因及具有针对性的预防控制措施方面给出了独到的见解。另外,FMGlobal从火灾可能导致的后果、动火作业制度以及员工相关培训方面都做出了科学的分析,其专业的防损技术对我国金属矿山生产企业有相当的借鉴意义。对于设备的机械或电气故障,FMGlobal也提出了其产生的一般原因,并从设备管理的角度提供了有益的指导。识别风险是风险管理的重要前提,对于预防风险、控制风险具有重要意义。FMGlobal在长期的研究过程中,提出了金属矿山企业重点火灾和非火灾科学的应对方法及措施,该技术在国外大型选矿厂和冶炼厂均得到了普遍应用,取得了较为良好的效果。