關于煤礦火區封閉與管理的探討

任振宇

（西山煤電集團公司杜兒坪礦，山西 太原 030022）

·專題綜述·

關于煤礦火區封閉與管理的探討

任振宇

（西山煤電集團公司杜兒坪礦，山西 太原 030022）

在我國每年都會因為火災事故而使得許多采區被封閉，因而也導致大量資源被凍結。作者總結多年的現場管理經驗，對火區封閉、火區管理及封閉火區的啟封進行了論述，強調了在火區管理中《煤礦安全規程》及《礦井密閉防滅火規范》的綱領性作用，對礦井現場火區的管理人員均有一定的參考價值。

火區封閉；火區啟封；火區管理

近年來，我國廣泛采用的綜采放頂煤技術，在生產效率大幅度提高的同時，造成了采空區遺煤多、漏風嚴重等問題，使得自燃火災發生頻繁，許多火區在直接滅火無法達到預計效果的情況下，往往會采用封閉火區的辦法。我國每年由于火災而導致封閉的工作面近百個，因封閉造成的凍結煤量達千萬噸以上［1］。礦井火區封閉之后，在加強火區管理的同時，最重要的是通過對火區狀態的判斷，確定火區啟封的時間及啟封方法，以便早日恢復生產。

1 火區封閉

當煤礦火災發生后，若滅火工具不足，消除火源不便，火勢發展很快，或者是溫度很高，不能進行直接滅火，或者直接滅火難以達到理想效果時，就需要及時采取封閉火區的方法。其實質就是利用防火墻把進、回風側及所有容易向火區漏風的巷道予以封閉，避免空氣向火區流動。但是這種滅火方法時效性較差，一般需要較長時間。

1．1 火區封閉的原則

礦井條件極其復雜，火勢的發展受到各種擾動因素的制約，火災具有隨時擴大的可能性，極有可能會發展成為各種滅火技術都無法有效控制的態勢，所以，必須要有隨時封閉火區的準備。《煤礦安全規程》第240條規定：“當采煤工作面投產和通風系統形成后，必須按設計選定的防火門位置構筑好防火門墻，并儲備足夠數量的封閉防火門的材料”，所以，不管采用何種方法，都應及時提前做好封閉火區的準備。

火區的封閉范圍一定要小，封閉一定要嚴。火區范圍大，一方面增加了防火墻的數量，而且也會延長滅火的時間。尤其是在高瓦斯礦井，由于進風防火墻的設置使得防火墻靠近火源一側壓力降低，防火墻與火源位置越接近，瓦斯積聚的就越少。所以，在保證安全的情況下，盡量使防火墻位置靠近火源。

封閉火區時，要有專人檢查一氧化碳、瓦斯、氧氣等氣體的濃度和風流變化情況等。防止煤塵爆炸、瓦斯爆炸等次生災害的發生。

1．2 防火墻位置的選取

有關技術規范指出“必須正確選擇密閉的位置、結構的施工方法，盡可能縮小封閉范圍，減少密閉數量，控制漏風，保證密閉的施工安全和工程質量，提高密閉防滅火的窒息效果”。因此，防火墻要求設置在距離火源近，且支護條件較好的地段。但有時為避免把防火墻設置在松軟巷道內，使得防火墻的位置較遠，為以后火區的啟封帶來困難。防火墻位置的選取應根據實際情況綜合考慮。

在防火墻與火源之間不能存在聯通火源前后的巷道，這種巷道極易造成火煙的循環，引發次生災害。防火墻建成之后將形成一段距離的盲巷，很容易造成瓦斯積聚，對檢查人員造成傷害，所以防火墻的位置也不易距離貫穿風流過遠，對遠距離的盲巷要建導風裝置稀釋瓦斯。同時為便于及時密閉，一般會把防火墻建在靠近運輸巷的位置。

1．3 防火墻的類型

防火墻根據用途分為臨時防火墻、永久防火墻和耐爆防火墻。

1）臨時防火墻。臨時防火墻設置的目的是，臨時阻斷向火區的供風，臨時控制火勢的發展。在設置時要求快速。最常見的臨時防火墻主要有兩種，風帳臨時防火墻、木板臨時防火墻，另外還有傘形臨時防火墻和充氣式臨時防火墻。

2）永久防火墻。永久防火墻用于長期封閉火區，構筑時既要求密閉又要堅固。根據所用材料不同，分為木段、料石、磚和混凝土等形式。在地壓不大、頂板穩定的巷道內適合使用料石和磚構筑的防火墻，當地壓較大時適合用混凝土構筑。

3）耐爆防火墻。耐爆防火墻是在瓦斯較大的地區封閉火區時，為防止發生因火災引發的瓦斯爆炸而構筑的一種防火墻。根據現場要求其必須能承受一定的壓力，各國要求不一樣。常用隔爆防火墻主要有沙袋耐爆防火墻和石膏耐爆防火墻，沙袋防火墻一般為巷道的2倍厚，石膏防火墻墻厚通常為2～3．5 m。

1．4 火區封閉順序

在非瓦斯礦井中，要先構筑和封閉進風側的防火墻，然后由救護隊員再構筑回風側的防火墻。封閉進風側的防火墻首先封閉主風流，而后封閉向火區供風的旁側風流。這種方法由于控制了進入火區的風量，所以可減弱火勢，減少回風側的火煙量，有利于回風側密閉的施工。

在高瓦斯礦井中，由于防火墻的設置會使得墻前升壓、墻后降壓，如果先構筑進風側防火墻，很可能在防火墻的構筑工程中，流向火源的風量逐漸下降，在局部負壓的作用下，采空區會涌出大量的瓦斯氣體，易引發瓦斯爆炸。所以高瓦斯礦井中，在火區進風側設置的防火墻要留有通風孔，然后約定好時間同時密閉進、回風側的防火墻。根據瓦斯爆炸時間，加固與建筑永久性防火墻的工作一定要在瓦斯爆炸的時間段過后再進行。

對于大量瓦斯逸出的火區進行密閉時，一定要預計瓦斯爆炸的可能程度，同時火區的封閉要遵循以下原則：

1）防火墻上要留有防爆門，一切就緒后立即封閉防火門，撤退人員。

2）風流的逆轉到爆炸，需要一定的時間。要在瓦斯爆炸時間一段時間后，再對防火墻進行徹底的密封。

3）封閉火區期間及時掌握火區內部可燃性氣體的變化情況，尤其是瓦斯的變化情況。

2 火區的管理

火區管理主要是指火區在密閉期間的管理，包括防火墻的管理和火區內氣體狀態的監測。

2．1 防火墻的管理

火區封閉以后，雖然可認為火已經被控制。但是，只要火源沒有被徹底消滅，潛在的威脅是始終存在的，因此，必須要對火區進行加強管理。規程要求：“煤礦企業必須繪制火區位置關系圖，注明所有火區和曾經發火的地點，每一處火區都要按形成的先后順序進行編號，并建立火區管理卡片，火區位置關系圖和火區管理卡片必須永久保存”［2］。

在做好上述工作的同時，最重要的是永久性防火墻的管理，要遵循以下規定：

1）必須在所有防火墻附近設置柵欄、警標，禁止人員入內，并懸掛說明牌，標明防火墻內外的氣體成分、溫度、空氣壓差、測定日期和測定人員。

2）防火墻外的溫度、瓦斯以及空氣壓差必須每天檢查一次，對防火墻也必須每天檢查一次，發現急劇變化情況時，每班至少檢查一次。

3）所有測定和檢查結果，必須記入防火記錄簿，礦井通風區長應按時審閱，發現封閉不嚴或有其他缺陷，火區內有異常變化時，必須采取措施及時處理，并上報礦領導。

定期檢查防火墻外的空氣溫度、瓦斯濃度，防火墻內外空氣壓差以及防火墻墻體。發現封閉不嚴或有其他缺陷或火區有異常變化時，必須采取措施及時處理。

4）加強防火墻管理，一定要加強防火墻的嚴密性檢查。經常給防火墻刷面，以利于發現漏風之處。靠近巷道邊角的地方也要涂一層白灰，必要時如有裂縫，還應采取壓住水泥的方法進行堵塞裂縫。若發出嘶嘶聲，則說明防火墻有漏風，應立即將之抹嚴。

2．2 火區內火災狀態判定

對火區內的火災狀態進行有效的監測是火區管理的重要內容之一。目前，主要根據氣體成分的變化進行綜合定量分析，判定火區內火災是否燃燒、趨于熄滅或者是已經熄滅，從而制定出相應的措施。

火區內氣體是一種混合性氣體，其主要成分有氮氣、氧氣、二氧化碳、一氧化碳、氫氣及碳氫化合物等。按照是否發生爆炸，火區內氣體分為可爆氣體、助爆氣體和阻爆氣體；按照氣體的形成過程分為空氣分、可燃氣體分和惰性氣體分。

火災狀態的判定實質是對火災區內各種氣體的混合量在不同的外界條件影響下，隨時間變化增加或減少以及成分的變化是否引起爆炸等災變狀態和災變在外界條件影響下的發展的判別。當前普遍采用混合可燃氣體爆炸三角形和爆炸危險系數法及火災瓦斯壓力判定法進行分析［1，3］。

3 火區啟封

火區的啟封和注銷，特別是煤的自燃火區，對于熄滅狀況的判斷是十分重要的，需要十分謹慎。過早啟封會引起火區復燃，要熄滅這種火災有時候是非常困難的，會延誤更多時間，花費更多費用，甚至可能引起爆炸。在火區的管理中，封閉火區只是手段，而火區啟封使得被凍結的資源早日得到回采才是目的［4］。

3．1 火區啟封的條件

火區的啟封和注銷，對于熄滅狀態的判定十分必要，必須嚴格按照相關規定嚴格執行。

過早啟封會引起火區復燃，再次熄滅會很困難。《煤礦安全規程》第248條規定：“封閉的火區，只有經取樣化驗證實火已熄滅后，方可啟封或注銷。火區同時具備下列條件時，方可認為火已熄滅：1）火區內的空氣溫度下降到30℃以下，或與火災發生前該區的日常空氣溫度相同。2）火區內空氣中的氧氣濃度降到5．0%以下。3）火區內空氣中不含有乙烯、乙炔，一氧化碳濃度在封閉期間內逐漸下降，并穩定在0．001%以下。4）火區的出水溫度低于25℃，或與火災發生前該區的日常出水溫度相同。5）上述4項指標持續穩定的時間在1個月以上。”

為避免其他因素的影響，從火區采集氣體時，應該選在大氣壓力正常或下降的時間內。每一個取樣防火墻是進風還是排風都應該判斷清楚，要力求使氣樣能真實地反映火區的內部情況。

3．2 火區啟封

火區啟封一定要做好準備，在《煤礦安全規程》的指導下嚴格按照有關安全規定執行，基本原則如下：

1）啟封火區必須事先制定專門措施。

2）在啟封之前，應準備把火區的回風直接引入回風巷，火區回風所通過的巷道內不許有人停留。

3）瓦斯礦井中，在火區相連的巷道內，應采取其他措施。

4）在啟封火區恢復通風前，應切斷啟封防火墻附近的供電線路，尤其應注意回風側的切斷電源工作。

5）啟封火區和火區初期通風工作，都要由礦山救援隊負責。

火區啟封的方法有通風啟封火區法和鎖風啟封火區法。通風啟封火區法是在保持正常通風情況下啟封火區的一種方法，一般使用于封閉火區范圍不大，并確認火源已經熄滅的火區；鎖風啟封火區法也稱為分段啟封火區，適用于火區范圍較大、難以確認火源是否徹底熄滅或火區內積存有大量爆炸氣體，一旦與殘留的火源接觸，有發生爆炸危險的火區［5］。無論采取何種方法，工作中都要經常檢查火區氣體，如果發現有復燃征兆，立即采取相應備案措施。

4 結 論

隨著煤炭開采量的增大及機械化程度的提高，火災事故也在大量的出現。筆者對火區封閉、火區管理及火區啟封進行了論述，重點強調了防火墻的封閉原則、火區內火災狀態判斷及火區啟封的原則，力爭通過有效的管理確保礦井的安全生產。

［1］ 王德明．礦井火災學［M］．徐州：中國礦業大學出版社，2008：1-2．

［2］ 國家安全生產質量監督管理總局，國家煤炭安全監察局．煤礦安全規程［M］．北京：煤炭工業出版社，2006：29-30．

［3］ 國家安全生產質量監督管理總局，國家煤炭安全監察局．礦井密閉防滅火技術規范［M］．北京：煤炭工業出版社，2007：3-4．

［4］ 李金海，周福寶．關于封閉火區啟封條件在實踐應用中的探討［J］．煤礦安全，2009（12）：85-88．

［5］ 賈學勤，周軍民．礦井封閉火區的滅火治理與縮風恢復［J］．中州煤炭，2002（1）：37-38．

Investigate on Fire Zone Sealing and Management in Coal Mine

Ren Zhen-yu

In our country every year because of fire accidents make many of the mining area are closed，and thus lead to a large number of resources are frozen．The author summarize site management experience for many years，discuss fire zone sealing，fire zone management and closed fire zone unsealed，emphasize the programmatic role of the＂coal mine safety regulations＂and＂mine sealing fire preventing and extinguishing specification＂in fire zone management and have a certain reference value for management personnel of the mine fire zone．

Fire zone sealing；Fire zone unsealed；Fire zone management

TD75+2

A

1672-0652（2013）09-0046-03

2013-06-08

任振宇（1973—），男，山西大同人，1997年畢業于阜新礦業學院，工程師，主要從事煤礦生產及安全管理工作（E-mail）rzy_1973＠163．com