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浅谈小型煤矿煤层燃烧火灾应急处置

发布时间:2018-05-25  

永定区煤炭管理局  李龙飞

 

摘要: 火灾是煤矿五大自然灾害之一,矿井下火灾的发生不仅会烧毁设备、材料、资源,造成重大财产损失,而且火灾会产生高温浓烟和以一氧化碳为主的有毒有害气体,极易造成群死群伤事故。因此必须加强煤矿现场安全管理,严禁违规携带可燃物入井,严格制定并落实好火灾防范制度、措施。而一旦井下发生火灾,应立即撤离井下作业人员,采取安全正确有效的灾害处置措施,消灭火患。本文对龙岩市某矿发生的一起井下外因引起煤层燃烧火灾处置进行梳理总结,为其他矿井发生类似火灾后开展应急处置工作提供有益参考。

关键词:煤矿火灾;应急处置;直接灭火;隔绝空气;禁采区

1 引言

火灾是煤矿五大灾害之一,易引发群死群伤事故。以2011年全国煤矿事故统计为例,当年全国共发生168起煤矿事故,死亡1137人次,其中火灾事故8起,占总事故的4.8%,死亡人数131人次,占总死亡人数的11.5%。由此可知,煤矿火灾事故起数少,但一旦发生,往往造成大量人员伤亡。因此如何防范煤矿火灾、科学合理处置火灾,一直是保障煤矿安全生产,减低人员伤亡的重要课题。

福建省煤炭开采历史久远,由于地质赋存条件和构造影响,煤矿都为小型矿井,大部分为低瓦斯矿井、煤层大都不易自燃,各煤矿井下巷道分布错综复杂,巷道断面较小,一旦发生火灾,人员疏散、现场施救作业难度较大,特别是出现火灾引起煤层燃烧情况,更应科学处置,避免扩大人员伤亡和损失。本文对龙岩市某矿发生的一起井下煤层燃烧火灾处置工作进行梳理总结,探讨小型煤矿火灾应急处置的科学、有效办法。

2 小型煤矿煤层燃烧火灾应急处置

2.1 立即停产撤人,查明火情

2015年1021日18时30分,龙岩市某煤矿井工队长发现井下+390石门出现不明烟雾,立即上报矿部,矿长立即下令撤出了井下全部作业人员,随即上报县级主管部门,并请求市矿山救护大队(以下简称救护队)支援。县主管部门和市矿山救护大队抵达现场后立即成立了灾害处置指挥部,指挥部现场听取矿长灾情汇报后,制定科学、安全的下井勘察火情方案,由救护队队员负责下井勘察。同时立即将灾情通报周边矿井做好防范工作,并报告当地政府组织力量立即开展大排查,防止有人员擅自进入相邻无证矿井。

救护队携带装备,按照指挥部制定的勘察方案下井侦查,查清了火情,随后立即出井向指挥部报告:火灾地点为该矿+390南翼原+21#煤层小眼上山处(距+390车场约180米处),初步判断为外因导致支架燃烧引起煤层燃烧。

2.2 实施直接灭火的处置措施

2.2.1制定直接灭火方案

指挥部掌握井下火灾具体情况后,立即组织相关专家会商制定灭火及后期处置方案:一是开启+516风井主扇风机恢复全矿井通风,检测O2CO2COH2S浓度及井下温度;二是由救护队队员打开+390车场风门,确保该车场安全,并在该处建立井下基地;三是利用+390运巷的消防管路,将水管接至+390-21#S运巷火区进行直接灭火;四是将火扑灭之后分别在+390-21#煤运巷入口及+390-21#S+350-21#南翼小眼上山相通外约30米处分别砌筑砖墙密闭,隔绝火区的氧气供给,进行彻底灭火;五是按规定进行气体监测,待火完全熄灭后,启封火区。

指挥部研究决定由救护队全面负责方案实施,煤矿组织熟练工人组建辅助救护力量协助救护队在井下一切行动和工作必须服从救护队现场指挥。救护队接到指挥部方案和指令后,对井下灭火作业进行任务分解并制定安全措施:一是在A-F设置测气点,定时测定COH2SO2的浓度;二是救护队员必须在确保安全情况下向目标区域推进,首先测定A-D段巷道风流方向、风量及气体浓度,符合安全条件后,再向C-E段巷道、E-F段巷道推进,同样的每段巷道都必须测定风流方向、风量及气体浓度以确保安全后再向下一段巷道推进;三是前两项工作完成确定作业点符合安全要求后接水管灭火;四是灭火完成后砌筑密闭M1并留设观测孔,密闭要水泥砂浆抹面防止漏气,密闭M2M3M4为备选工程,可暂缓砌筑(详见附图一)。

附图一:


2.2.2直接灭火方案执行情况

救护队按照既定方案开始直接用高压水枪灭火过程中遇到了新情况:一是水喷射到燃烧煤层后立即产生大量的高温水蒸气和有毒有害气体,火区能见度极低;二是火区小眼上山风流为下行风,灭火产生的大量高温水蒸气和有毒有害气体往救护队员位置涌出,现场人员被迫后撤;三是火区经一段时间高温燃烧,遇水后火区部分巷道垮落,进一步增大了灭火难度。

10月23日17时15分,救护队现场灭火队员汇报,灭火过程中大量高温水蒸气和有毒有害气体威胁救护队员安全,且火区巷道已垮落,与上部巷道无法连通,灭火工作受阻。由于灾情发生变化,不能安全灭火,指挥部决定停止执行直接灭火方案,人员全部撤离,连夜研究制定新的灾区处置方案。

2.3实施隔绝空气间接灭火的方案

指挥部领导及专家经过连夜研究探讨,决定实施隔绝火区空气间接灭火的方案。即:在+390-21#S运巷靠近着火点约20米处砌筑一道砖墙密闭M1;在+350-21#S运巷砌筑一道砖墙密闭;对+350消防库密闭进行加固、抹面,该处原已设置密闭,进行加固和抹面是为了防止密闭内的采空区可能向火区连通供风。这三道密闭均留设观测孔。通过这三道密闭隔绝火区氧气供给,达到间接灭火的目的。

救护队受命后随即将方案进一步细化并制定安全措施:先由救护队员将砌筑密闭的材料运送至+390-21#S运巷预定设置密闭点后返回,途中将+390集中运巷风门关闭,之后全体队员撤离升井。然后由救护队员到+350主石门的消防器材库密闭点以及+350主石门与南+350-21#S运巷交岔口检测气体情况,重点监测O2CO2COH2S浓度。如果气体检测安全,则由该矿工人负责将砌筑密闭的材料运送至+350-21#S运巷口砌筑密闭点,砌筑密闭,随后到+350消防库密闭进行加固、抹面。如果气体检测不安全,则由救护队员在+350主石门与+350-21#S运巷交叉口6米处先订好风障,再检测气体;若安全,则通知煤矿作业人员入井完成+350-21#S运巷口密闭砌筑,加固+350消防库密闭;如果经检测气体仍然不安全,则由救护队员完成该任务。任务完成后人员升井,救护队员重新打开此前关闭的+390集中运巷风门。最后由救护队员先到+390-21#S运巷预定密闭点检测气体,检测合格后,由该矿工人完成+390-21#S运巷密闭砌筑。完成后全体人员撤离升井。至此隔绝灭火措施完成(详见附图二)。

隔绝灭火方案确保实施完成24小时后,救护队负责开始监测火区,待火完全熄灭后启封火区,彻底消除安全隐患。

附图二:

2.4隔绝空气间接灭火方案实施完成后观测情况

1025日起,救护队完成设置密闭隔绝空气间接灭火方案后,开始检测火区。经此后多天现场检测, 密闭M1内氧气浓度在16%-17%之间,温度为35℃左右,初步分析为三道密闭内巷道采空区的空间过大,短期内暂未达到有效的灭火要求。此后由救护队继续开展检测工作。1130日,救护队对该矿井下各观测点进行现场测定,各项检测数据如下:CH4 含量为0.86%-0.8%CO含量为120ppm; O2 含量为15.6%-16% ;温度为37-38;水温23-22。(详见表1

1

项目

数值

时间

 

 

 


检测点

CH

%

CO

ppm

CO2

%

O2

%

温度

水温

备注

11:20

总回风巷

0

0

0.2

19.8

22

 

 

11:40

+390密闭外

0.38

0

0.1

19.5

22

 

 

12:00

+390密闭内

1.04

0

4.1

10

25

21

 

12:40

火点

0.86

120

4.0

15.6

37

23

 

14:43

火点

0.8

120

3.8

16

38

22

 

15:40

总回风巷

0

0

0.2

19.9

22

 

 

2.5火灾后期处置情况

20151130日该矿火区观测点检测情况分析,可判断火区灾害仍未彻底消除,但对通风安全不构成威胁。201512月初,当地行业主管部门根据《煤矿安全规程》二百四十八条规定的火区熄灭的5项条件,鉴于该矿目前火区测定的数据无法认定火区火已熄灭,尚不具备启封或注销条件,责令将该矿+350+390区段主石门以南暂时列入禁采区域,由救护队继续开展检测工作,后续观测各项数据符合启封条件,采取安全措施后方可进入火区勘察灭火情况,待火区彻底消灭方可解除该火区预警。在+390南运巷、+350南运巷各设置一道栅栏,禁采区域在观测期间严禁任何人员私拆栅栏和密闭进入从事任何作业;为确保+350+390主石门以北区域安全生产,必须保证+516风井主要通风机24小时正常运转,井下各作业点风量满足安全要求(详见附图三)。

附图三:

3 该起煤矿火灾处置经验和教训

3.1严防引发二次灾害事故

煤矿井下一旦发生火灾,除了最早期现场人员明确判断可以立即自行扑灭的微小明火点的情况之外,其余火灾一旦发生,现场人员应立即上报,煤矿必须立即下令组织全部人员撤离。另外严禁煤矿相关人员甚至是专业救护队员、技术人员在未采取安全保护措施、佩戴标准救护装备情况下贸然入井察看火情或施救。比如该起火灾事件中,煤矿主要负责人在接到井下发生火灾报告后,曾贸然组织人员一同入井观测,这是非常危险的行为,所幸因井下烟雾太大全体人员果断撤离,才未酿成二次事故。应深刻吸取吉林省吉煤集团通化矿业集团公司八宝煤业公司“3·29”特别重大瓦斯爆炸事故和“4·1”重大瓦斯爆炸事故教训,该矿不执行吉林省人民政府禁止人员下井作业的指令,擅自违规安排人员入井施工密闭,导致二次瓦斯事故进一步增大人员伤亡和财产损失。

3.2及时根据火灾情况调整救援方案

该起火灾事故处置过程中,指挥部及时根据现场灭火施救情况制定、调整、完善灭火处置方案。在直接灭火方案无法继续实施之后,立即撤出全体救护队员,重新研究制定隔绝空气间接灭火的方案,控制住了火区灾害。

3.3灭火工作必须由专业队伍完成

煤矿一旦发生火灾,必须立即撤出所有井下人员,严禁人员入井。施救工作必须由专业救护队伍实施,且专业救护队伍也必须严格执行现场指挥部制定的救援灭火方案,专业救护队伍接到方案后应进一步细化实施步骤及完善安全措施,确保队员安全作业,防范二次灾害和伤亡。施救灭火过程中,煤矿辅助救护力量只允许在指挥部统一指导下,服从救护队现场指挥,只做一些辅助工作;极端环境下则必须全部工作由救护队完成,确保施救工作安全。

3.4切实加强安全管理,防范火灾事故发生

煤矿发生火灾原因主要有内因和外因:内因主要由于煤矿井下煤层具有自燃倾向性,当采空区或工作面、巷道等管理不善,煤层裸露面温度、氧气适合自燃时导致煤层燃烧,引发内因火灾。外因主要是由于井下使用明火,或者机电设备温度过高、线路老化短路产生火花等引燃可燃物导致火灾发生。福建省各井田大部分煤层无自燃倾向性,因此防范外因火灾是日常安全管理重点:一是必须严格执行检身制度,严禁烟草、打火机等物品违规带入井;二是井下电焊作业必须严格制定并落实好安全防范措施;三是严禁使用国家已明令禁止淘汰的电气设备、开关等设施设备;四是切实加强日常井下机电设备、线路的安全管理和检修维护。

4 结束语

严格落实防灭火各项安全措施,防止由于内因或外因引发的井下火灾是煤矿日常安全工作重点。福建省煤矿大部分为小型煤矿,没有专业的煤矿救护队伍,一旦发生火灾,应立即撤出井下所有作业人员,及时上报行业主管部门,并向签订救护协议的专业救护队伍请求支援。现场成立的火灾应急处置指挥部要科学研判和调度,对灾情的勘察和灭火施救工作必须由专业的救护队伍执行,矿方的辅助救护力量只做些辅助工作且必须服从救护队的现场指挥。指挥部要根据灾情变化及时科学制定施救灭火方案,不断细化和完善方案及安全措施。不论是实施直接灭火还是隔绝空气间接灭火作业,都必须确保在安全的前提下开展,严防二次灾害事故发生。

参考文献:

[1]国家安全监督管理总局、国家煤矿安全监察局,《煤矿安全规程》,煤炭工业出版社,20163.

[2] 国务院吉林省吉煤集团通化矿业集团公司八宝煤业公司“3·29”特别重大瓦斯爆炸事故调查组,吉林省吉煤集团通化矿业集团公司八宝煤业公司“3·29”特别重大瓦斯爆炸事故调查报告, 2013年7月11.

 

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