礦井密閉防滅火技術規範
本標準起草單位:湖南省煤炭科學研究所、大同礦務局通風處。
本標準主要起草人:黃翰文、孟凡龍。
本標準委托湖南省煤炭科學研究所負責解釋。
1 範圍
本標準規定了礦井密閉防滅火技術的使用範圍、使用通則、技術方案的製定、實施、管理和防滅火效果的檢驗等。
本標準適用於煤礦礦井火災防治。
2 定義
本標準采用下列定義。
2.1 礦井密閉防滅火技術 technology on prevention and extingush of mine fire by fire seal
以建築密閉為主要封閉措施,將井下需要防火或滅火的區域進行封閉後斷絕其氧氣來源,防止火災發生或阻止火災持續與蔓延,達到防火或滅火的目的。
注:封閉措施指封堵漏風的措施。包括建築各種密閉、建立隔絕帶、留隔離煤柱、堵塞各種裂隙和空隙、形成采空區壓實帶、人工假頂及水封等。建立密閉是最常用的封閉措施。
2.2 密閉(名詞) air stopping
建築在礦井生產區與欲封閉區之間的連通巷道中,用於切斷連通巷道中的空氣流動,同時防止人員進入的隔離構築物。
2.3 密閉(動詞) seal
建築密閉的行為。
2.4 封閉區 sealed area
礦井中用封閉措施隔離的區域。
2.5 火區 sealed area of fire
礦井中發生火災時被封閉的火災區域。
2.6 漏風通道 passageway of air leakage
漏風流經或可能流經的道路。
2.7 危險漏風 dangerous air leakage
能為井下煤炭自燃或火災蔓延提供足夠氧氣的漏風。
3 總則
3.1 密閉的分類與命名
3.1.1 按牆體傾角分
3.1.1.1 垂直密閉
牆體垂直布置,用於水平巷道和傾角小於等於30°的傾斜巷道中,牆體自重主要由基礎支承。
3.1.1.2 傾斜密閉
牆體垂直於巷道軸線,用於傾角大於30°的傾斜巷道中,牆基表現為基座形式,牆體自重由基座支承,底板一側受有側壓。
3.1.1.3 水平密閉
牆體水平布置,用於垂直巷道中,牆體自重由基座支承,基座四周均受有側壓。
3.1.2 按牆體受力特點及使用性能分
3.1.2.1 普通密閉
牆體主要承受地壓與自重,用於一般場合。
3.1.2,2 防爆密閉
牆體能承受一定爆炸壓力和衝擊波,用於有瓦斯、煤塵爆炸危險的場合。
3.1.2.3 防水密閉
牆體能承受較大靜水壓力,用於尚需堵水的場合。
3.1.3 按服務期限分
3.1.3.1 臨時密閉
發生火災時,為了緊急切斷風流控製火勢或縮封火區鎖風,用木板、帆布、磚等輕便材料建造的簡易密閉。
3.1.3.2 永久密閉
為了長期封堵漏風,封閉防火或封閉滅火,用磚、石、水泥等不燃性耐久材料建造的堅固密閉。
3.1.3.3 防火門
為了緊急控製與隔離機電硐室等地點發生的外源火災而設置的常開風門。
3.1.4 按牆體材料和結構分
3.1.4.1 木板密閉
牆體由立柱、頂梁、牆板和牆板上塗抹的粘土、石灰或水泥砂漿組成,用作臨時密閉。
3.1.4.2 排柱密閉
牆體由單排密集支柱和塗抹的粘土、石灰或水泥砂漿組成,用作臨時密閉。
3.1.4.3 風布密閉
牆體由立柱、襯板和襯板上釘掛的風布組成,用作臨時密閉。
3.1.4.4 噴塑密閉
牆體由立柱、襯底和襯底上噴塗的泡沫塑料組成,用作臨時密閉。
3.1,4.5 木段密閉
牆體用木段壘砌,木段之間逐層充填粘土或沙漿,可耐動壓,常用作臨時密閉。
3.1.4.6 沙(土)袋密閉
牆體用沙(土)袋壘砌,沙(土)袋常用麻袋、編織袋,每袋裝其容量的60%~80%,不超過50kg。能耐動壓,抗衝擊,可用作臨時密閉或防爆密閉。
3.1.4.7 石膏密閉
牆體用石膏澆築,整體性入密封性強,可用作臨時密閉或永久密閉。
3.1.4.8 磚牆密閉
牆體用磚砌築,可用作臨時密閉或永久密閉。
3.1.4.9 料石(或片石)密閉
牆體用料石(或片石)砌築,承壓性好,可用作永久密閉。
3.1.4.10 混凝土密閉
牆體用混凝土澆築,整體性和承壓性好,能防水、防爆,可用作永久密閉。
3.1.4.11 單牆充填密閉
僅用於傾角大於30°的傾斜巷道和垂直巷道,在磚密閉或料石密閉上方,充填河沙、粘土或粉煤灰等不燃性材料構築的密閉,可做永久密閉。
3.1.4.12 雙牆充填密閉
由兩座密閉及其間充填的河沙、粘土、粉煤灰或凝膠等材料組成,能耐壓,僅用於傾角大於30°的傾斜巷道和水平巷道,可做永久密閉。
3.1.4.13 充氣氣囊密閉
用塑料布或橡膠布等製成的氣囊在現場充氣,用作臨時密閉。
3.2 密閉防滅火技術的使用範圍
密閉防滅火技術主要適用於采煤工作麵回采結束後的采空區、報廢的煤巷、煤巷高冒或空洞的自燃火災防治和直接滅火缺乏條件或有危險或不奏效的外源火災滅火。
3.3 密閉防滅火技術的使用通則
3.3.1 必須對發火地點、發火原因及漏風狀況進行詳盡的03manbetx ,使密閉防滅火技術做到有的放矢、因地製宜。
3.3.2 必須正確選擇密閉的位置、結構的施工方法,盡可能縮小封閉範圍,減少密閉數量,控製漏風,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。
3.3.3 必須加強對封閉區的管理,加強對密閉的維護和檢修,嚴格限製其鄰近區域生產活動情況對封閉區的采動影響,以保證封閉區良好的封閉狀態。
3.3.4 必須選定可靠的觀測地點,建立完善的觀測製度,隨時隨地掌握封閉區內的自燃發火趨勢或火情變化。
3.3.5 必須根據《煤礦安全01manbetx 》和《礦井防滅火規範》(試行)規定的條件檢驗封閉防滅火效果。
4 密閉防滅火方案的製定
4.1 火情及漏風03manbetx
4.1.1 對密閉防火而言必須03manbetx 掌握最易自燃發生的危險地點。
4.1.2 對密閉滅火而言必須查明發火原因、火源顯現和潛伏的位置。
4.1.3 必須查明漏風分布和危險漏風通道。
4.1.4 對存在疑問的漏風通道應做連通性03manbetx 判斷,難以判斷的可采用六氟化硫(SF6)示蹤氣體做連通性判斷。
4.2 封閉範圍圈定
4.2.1 封閉範圍的圈定應盡可能小,有困難時可采用分步縮封的方案。
4.2.2 相鄰的采空區與火區之間應盡可能隔離,避免連通。
4.2.3 幾個相鄰的封閉區可以再圈成一個大封閉區進行雙層封閉。
4.3 密閉位置選擇
4.3.1 密閉位置的選擇應在確保施工安全的條件下使封閉範圍盡可能小,盡可能靠近火源。
4.3.2 密閉位置應選擇在動壓影響小、圍岩穩定、巷道規整的巷段內,密閉外側離巷口應留有4~5m的距離。
4.4 密閉結構選擇
4.4.1 密閉的總體結構包括牆體和輔助設施,密閉的牆體必須具有足夠的承壓強度、足夠的氣密性能和足夠的使用壽命,能滿足指定的特殊使用性能;密閉的輔助設施應根據需要配齊。
4.4.2 永久密閉必須采用不燃性建築材料。
4.4.3 臨時密閉要求結構簡單嚴密、材料質量輕、施工方便,完成任務後需要拆除的要便於拆除,有瓦斯爆炸危險時要求防爆。臨時密閉一般選用木板密閉、風布密閉、噴塑密閉、磚密閉、石膏密閉或沙(土)袋密閉。
4.4.4 永久密閉要求牆體結構穩定嚴密、材料經久耐用,牆基與巷壁必須緊密結合,連成一體。永久密閉一般采用掏槽結構,也可采用錨杆注漿結構。煤巷密閉必須掏槽,幫槽深度為見實煤後0.5m,頂槽深度為見實煤後0.3m,底槽深度為見實煤後0.2m,掏槽寬度大於牆厚0.3m;岩巷不要求掏槽,但必須將鬆動岩體刨除,見硬岩體。
牆身應選用高強度材料砌築或澆築,且有足夠的厚度,牆厚可參考附錄A選擇,牆麵覆蓋層厚度應大於20mm。
4.4.5 在傾角超過30°的巷道砌築密閉時,密閉牆體宜垂直於巷道軸線,並采用基座結構,用以承受側壓和牆體自重。牆基四周必須嵌入巷幫一定深度,岩壁宜大於0.5m,煤壁宜大於1m。牆體上方可充填河砂、粘土或粉煤灰等惰性材料或予以注漿。
4.4.6 對密閉有防爆要求時宜選用沙(±)袋密閉作緩衝牆,再建築永久密閉。
4.4.7 要求耐動壓時宜選用木段密閉。
4.4.8 在巷幫破裂的巷道中可選用充填型密閉,或對巷幫進行注漿處理。
4.4.1.9 要求承受一定的靜水壓力時,宜選用料石或混凝土密閉。料石密閉內側應邊砌邊用水泥砂漿抹麵,靜水壓力大於0.1 MPa時,應專門進行設計。
4.5 觀測係統的確定
4.5.1 火區密閉和防火永久密閉都應在離地板高度為牆高的2/3處設直徑不小於25mm的檢測口,用於觀測壓差、氣溫和取氣樣;封閉區內高外低處的密閉應安裝直徑50mm以上放水管,並帶有水封結構或安裝閥門,離底板高度為0.3m,用於觀測水溫、釋放積水;另外在密閉的頂部還要安裝直徑不小於100mm的灌漿管,以備灌漿使用。
4.5.2 選擇封閉區回風側有代表性的密閉,定期觀測封閉區內的氣體狀態,重點掌握封閉區內氣體成分的變化,可靠檢驗密閉防滅火方案的實施效果。在檢測封閉區內的氣體濃度時,平時可用氣體檢測管檢測,階段性測定應取樣用色譜儀分析。
4.6 方案圖紙與方案說明
4.6.1 以通風係統圖為底圖繪製密閉防滅火方案圖,圖上應按統一的符號和文字標明密閉的位置、漏風的路線和有關的通風設施。同時繪製封閉方案的通風網絡圖,在網絡圖中要詳細繪出封閉區與係統的連接關係,在各節點要標明節點號和節點壓能值。網絡圖自下而上繪製進風段、用風段和回風段,用虛線會出漏風路線。
4.6.2 封閉方案應有詳盡的說明書,其內容應包括:
a)基本情況的分析;
b)封閉範圍的圈定;
c)密閉位置的選擇;
d)密閉結構的選擇;
e)觀測係統的確定;
f)方案實施的安排;
g)封閉效果的預計。
5 密閉防滅火方案的實施
5.1 為了抓住密閉防火的有利時機,應根據煤的自燃發火期,科學地安排密閉的時間。回采工作麵回采結束後要及時進行密閉,不得長期對停采工作麵進行通風。
5.2 為了保證密閉施工的安全,必須製定可靠的安全措施。
5.2.1 密閉前5m內必須支護牢固,防止冒頂、片幫02manbetx.com 。
5.2.2 瓦斯礦井采用密閉滅火時,密閉結構必須具有足夠的防爆能力。一般采用沙(±)袋密閉作掩體,再建築永久密閉。
5.2.3 封閉火區時,應依照正、負壓通風方式和瓦斯湧出量的大小來合理確定密閉順序。有瓦斯爆炸危險時,一般進、回風側同時砌築密閉,做到邊檢測、邊通風、邊密閉,最後同時迅速封閉密閉通風口,迅速撤出工作人員。
5.2.4 密閉過程中,必須嚴格掌握火區氣體的爆炸危險趨向,采取正確的通風措施。建議采用爆炸三角形法判斷火區氣體的爆炸危險性和危險趨向(參見附錄B)。
5.3 必須確保密閉的工程質量,按質量要求驗收。
6 封閉區的管理
6.1 必須繪製封閉係統圖(實施後的實際封閉方案圖),建立密閉管理卡片或火區管理卡片。所有密閉都必須編號、登記、上圖。密閉管理卡片或火區管理卡片內容包括密閉編號、密閉地點、巷道傾角、牆體結構、性能要求、建築日期及完好程度、維修記錄、觀測記錄等。
6.2 所有密閉前都必須安設柵欄、警標和記事牌。記事牌內容包括密閉編號、密閉地點、密閉檢查觀測記錄。
6.3 必須加強密閉的檢查和維修,保證密閉完好。
6.4 在密閉滅火過程中,必須停止火區周圍對密閉滅火有影響的一切生產活動。
7 防滅火效果的強化
7.1 應加強對整個封閉區的封閉堵漏。
7.1.1 封閉區的所有通口均應密閉,所有密閉均應加強維修和堵漏。
7.1.2 井下大麵積漏風地點宜建立隔絕帶實行堵漏。
7.1.3 巷幫裂隙及镟外空幫等漏風地點宜采取注漿、充填等有效的局部堵漏措施。
7.1.4 地麵漏風裂隙應采用黃土覆蓋、充填等堵漏措施。
7.2 原已圈定過大的火區應設法縮封。火區縮封必須製定縮封方案,報上級部門審批後由礦山救護隊在鎖風狀態下實施。縮封方案可參照編製密閉防滅火方案的要求編製。
7.3 采取均壓措施以降低封閉區的漏風壓差:
a)設法使封閉區成為通風網絡中的角聯分支,進行均壓調節;
b)設法使封閉區所有密閉同時處於通風係統中的進風側或回風側;
c)設法開辟與封閉區並聯的通路。
7.4 采取灌注惰性氣體的措施可以提高封閉區的惰化程度,對於瓦斯礦井滅火還可起到阻爆的作用。
7.5 采取注水、注漿、注凝膠等措施可以降低密閉區內部溫度,加快滅火速度。
8 防滅火效果的觀測
8.1 定期測定封閉區密閉內外壓差,進行漏風分析。
8.2 指定有代表性的回風側密閉,用氣體檢測管測定封閉區內、外的O2、CO、CO2和CH4等氣體濃度,用分辨率不低於0.2℃的溫度計測定封閉區內、外的空氣溫度及密閉四幫煤、岩溫度,每天測定一次。定期用采樣球膽采集封閉區氣樣,送化驗室進行氣體成分分析。
8.3 每次測定都必須仔細填寫觀測記錄,至少記錄觀測地點、觀測日期和觀測人名,並填繪觀測曲線。
9 防滅火效果的檢驗
9.1 根據測定,出現下列現象之一即定為出現自燃發火隱患:
a)密閉內出現CO2且呈上升趨勢;
b)密閉內水溫、氣溫呈上升趨勢;
c)密閉附近煤溫、岩溫呈上升趨勢。
9.2 根據測定,出現下列現象之一即定為出現發生自燃火災,防火失敗;
a)密閉內出現煙霧;
b)密閉附近煤溫、岩溫上升超過70℃。
9.3 密閉滅火必須同時達到以下條件並穩定一個月以上方可確認火區熄滅:
a)各回風側密閉取氣樣分析,CO濃度低於0.001%、O2濃度低於5%;
b.)各回風側密閉內氣溫低於30℃或達到發火前溫度;
c)各密閉內水溫低於25℃或達到發火前溫度。
9.4 火區長期封閉僅02濃度達不到熄滅條件時,可組織進行火區偵察,以確認火區是否熄滅。火區偵察必須製定偵察方案,報上級部門批準後由礦山救護隊在鎖風狀態下進行。
9.5 火區達到熄滅條件需要啟封時,可以製定啟封方案申報啟封。啟封時發現火尚未熄滅應立即進行直接滅火,直接滅火有危險或不奏效時,應立即重新封閉火區。