金屬礦山火災危險源辨識與控制技術研究

國內研究現狀

礦山火災是指發生在礦山地面或井下、威脅礦山安全生產、形成災害的一切非控制燃燒。它是礦山的主要災害之一。在高等學府、科研院所和現場工程技術人員的共同努力下，我國礦山火災防治工作取得了長足進步。儘管如此，我國礦山火災重大事故時有發生。由於各個礦山的開採條件、通風系統、生產裝備差異很大，很難適用統一的標準。對於要研究的金屬礦山，有別於煤礦，因為金屬礦山的瓦斯含量遠不如煤礦，故針對金屬礦山，我們主要是研究外因火災。當然，對於不同的金屬礦山，要做好礦山防火滅火工作，必須有針對性。國內的研究人員在這方面也做出了許多工作，取得了很多成果。

在礦山火災的分類辨識方面，我國的研究人員根據發生的地點不同， 可分為地面火災和井下火災；按一次火災所造成的人員傷亡、受災戶數和財物損失金額，可劃分為特大火災、重大火災和一般火災；根據火災發生的原因，可分為外因火災和內因火災。外因火災是指由於外來熱源，如明火、爆破、瓦斯煤塵爆炸、機械摩擦、電路短路等原因造成的火災。內因火災是指岩層或含硫礦場在一定的條件和環境下自身發生物理化學變化積聚熱量導致著火而形成的火災。目前，用於金屬礦山的評價方法主要是安全檢查表法和專家評議法，其操作簡單，計算方便，依據專家給定分值來確定評價結果，因此其評價結果帶有很強的主觀性，未能真實反映礦山生產實際；而PET、FTA、LEC 計算比較複雜，建立的事故樹沒有統一標準。

在礦山火災危險源的預控方面，主要有以下措施和方法：1。外因火災的預防措施：（1） 嚴格按照礦山安全規程的要求，配置必要的防火設施，定期檢查和維護，並對有可能導致發生火災的火源，嚴加管理，堵塞漏洞，防範於未然；（2） 建立完善的、能夠適應火災時期通風變化的通風系統和隨時能夠逆轉的主力通風裝置；（3） 建立靈敏、可靠並針對各主要火源點的探測警報系統和有效的滅火裝置；（4） 編制全礦性的災害預防和處理計劃，每年根據礦井的變化情況，對計劃作必要的補充和修訂。2。外因火災的撲滅方法及適用條件：（1）直接滅火法：即用水、化學滅火器、惰性氣體、泡沫劑、砂子或巖粉等，直接在燃燒區域及其附近滅火，適用於在火災初起時迅速地撲滅；（2）隔絕滅火法：當井下火災不能用直接滅火法撲滅時，必須迅速封閉火區，切斷氧氣供給，採用隔絕滅火法；（3）聯合滅火法：即在封閉火區後再輔以其它滅火措施，如灌漿（或惰性氣體）和調節風壓等。3。內因火災的預防措施：內因火災的預防採取限制可燃物自熱、消除聚熱條件，減少可燃物的產生、積聚和隔絕供氧等綜合治理措施，包括地下采礦技術措施和地表灌注漿液。（1）封閉可能發生自燃的採空區出入口，隔絕漏風。（2）地表灌注阻燃漿液。採用阻燃漿液封閉隔離可能自燃的採空區、崩落區。4。內因火災的撲滅方法及適用條件：滅火方法有：直接滅火法、隔絕滅火法、聯合滅火法和均壓滅火法等。均壓滅火時利用風機及通風構築物調節全礦風壓，使發火區與周圍氣壓差接近於零，以抑制燃燒與危害的蔓延

國外研究現狀

在危險源的辨識和分析方面，美國礦山局在分析1950~1984年間美國金屬礦山和非金屬礦山火災事故所編寫的文獻中，得出了幾點重要結論。首先，露天礦和地下礦火災事故率都沒有下降。儘管礦山安全人員付出很大努力和有關規程發揮了作用，但後幾年（1978~1984年）來火災事故幾乎沒有減少。“根據火源、燃燒物質和所涉及裝置的有關資料可作出的一種解釋是火災危險是隨著採礦方法、材料和有關裝置的變化而異的。當人們認識和修正某些特定的火災危險時，推行新的採礦工藝卻可能將另外的危險帶入作業區。這種解釋表明，現在的安全防火水平還不足以有效地減少火災事故率，如果要減少事故率，則必須加快步伐把注意力集中在新出現的採礦工藝上。”其次，電是地下礦火災中最常見的發火源。柴油機械上電氣裝置發生火災的次數也很多，在有據可查的地下火災中最常見的燃燒物質是可燃液體、絕緣材料和坑木。據報道，地下火災大多發生在電氣裝置和柴油裝置集中的運輸巷道或平巷內。在已經報道和未經報道的地下和露天火災中最常涉及的裝置是鏟運機之類的移動式裝置。

在危險源的評價和控制方面，國外自工業革命以後，有了長足的發展，發明了許多實用的方法，如國外道化學公司評價方法、蒙德化學公司評價方法、日本勞動省化工廠六階段危險評價方法以及國內化工廠危險程度分級方法、火炸藥和彈藥企業重大危險源評價方法等。自50年代初期以來，國際鎳公司的實踐是在採區下盤掘進分隔開的防火風道用於進風和迴風。為了避免汙風透過進風道再迴圈進入作業區和保證發生礦內火災時向各開採水平足夠地輸送新鮮空氣，在地面防水房內安裝進風主扇，因而可保持從地面到所有進風道都有可靠的進風壓力。在幾座礦山環境要求地下局扇，這些局扇安裝在主採區上部的下盤隔離開的防火風道系統內。

國際鎳公司的主要提升井在礦山通風系統中大都不起主要作用，但可輸送足夠的上行風量以防凍結。這使生產井基本上處於備用狀態，並使國際鎳公司地下火災的控制計劃得到根本改進。為避免通風區同風流發生串聯，制定了礦體總體通風設計。為預防火災、控制其漫延、隔離火區和快速滅火，要進一步採取以下措施［3］：1）利用壓氣和通風系統的有效報警系統2）設定便於通達作業區的躲避銅室，在發生火災時可為所有人員提供安全躲避3）明確通告所有人員要在躲避銅室尋求避難（把熟悉使用躲避銅室的程度作為記入工時和扣除工時的要點，透過防火演習確保所有人員都熟悉這種要求）；4）切實保有經過良好培訓的礦山救護隊；5）早期和安全撤離的有效系統。不斷評估消防設施和消防方法，根據要求加以完善和革新。

法特瑞互助保險公司（FM Global）從火災風險和非火災風險的角度，對金屬礦業進行了深入分析和系統研究。在對選礦廠襯膠裝置（RLE）和膠帶輸送機火災的產生原因及具有針對性的預防控制措施方面給出了獨到的見解。另外，FM Global從火災可能導致的後果、動火作業制度以及員工相關培訓方面都做出了科學的分析，其專業的防損技術對我國金屬礦山生產企業有相當的借鑑意義。對於裝置的機械或電氣故障，FM Global也提出了其產生的一般原因，並從裝置管理的角度提供了有益的指導。識別風險是風險管理的重要前提，對於預防風險、控制風險具有重要意義。FM Global在長期的研究過程中，提出了金屬礦山企業重點火災和非火災科學的應對方法及措施，該技術在國外大型選礦廠和冶煉廠均得到了普遍應用，取得了較為良好的效果。