煤矿井下胶带输送机火灾事故分析及预防对策--中国期刊网

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煤矿井下胶带输送机火灾事故分析及预防对策

发表时间：2020/12/21 来源：《基层建设》2020年第24期作者：李海龙

[导读] 摘要：本文首先阐述了胶带输送机火灾事故的主要危害，论述了火灾远程应急救援系统，接着分析了胶带输送机火灾防治技术，最后对应急处置措施进行了探讨。

        国家能源集团神东煤炭集团生产服务中心内蒙古鄂尔多斯市 017210
        摘要：本文首先阐述了胶带输送机火灾事故的主要危害，论述了火灾远程应急救援系统，接着分析了胶带输送机火灾防治技术，最后对应急处置措施进行了探讨。
        关键词：矿井火灾;胶带输送机;防治
        引言：
        为了控制高温引起的带式输送机火灾，应定期检查带式输送机主机，防止电气短路，加强带式输送机管理人员的整体素质，培养其防范意识，制定防火应急预案，应用新技术、新设备，提高防火救灾能力，为矿井正常安全生产提供保障。
        1胶带输送机火灾事故的主要危害
        1.1产生大量高温有毒有害烟雾
        当胶带着火时，胶带越来越燃烧会产生大量窒息气体，例如一氧化氮和一氧化碳。这些有毒污染物随着新的风传播，可能会扩散到大片区域，甚至整个矿物。此类气体的含量通常超过身体所能承受的最高水平，从而导致致命的毒药。同时，胶带燃烧时产生的气体温度极高，经常在火源附近超过1000℃，远离火源的区域高温烟流高达100℃，对井下工作人员构成威胁。
        1.2引起煤尘、瓦斯爆炸
        煤矿火灾和有气体危险的雷区有可能影响带式输送机，火灾可能导致第二次事故，即煤和煤气爆炸，甚至是无限循环，可能导致更大的事故。
        1.3产生火风压造成风流逆转
        带式输送机中的火灾越来越多，燃烧产品就越来越多，导致山内温度升高、气体密度变化以及水动力和节能效果。这两种效应共同抵抗机械风压的作用，导致部分地下隧道气流方向逆转。风流的逆转不仅会使看似安全的地方突然冒出浓烟，对工作人员造成威胁，还会将爆炸性气体混入新鲜风流中。万一发生明火，或者回到火区，会引起爆炸，后果不堪设想。
        2胶带输送机火灾防治技术
        2.1胶带输送机自动喷淋防火系统
        MPZ-1矿用带式输送机自动灭火装置主要由电源、控制箱、电磁阀、温度传感器、声光报警器、供水压力传感器、一氧化碳传感器、速度差传感器、水和泡沫喷射灭火管道系统和泡沫罐组成。该系统的压力传感器用于监控供水压力，一氧化碳用于监控带式输送机温度上升后的一氧化碳浓度。当一氧化碳浓度超过限值时，将发出预警信号；当CO、温度和速度传感器中的信号到达时，会自动发出警报并开始喷水装置。紫外线火焰吸收器用于监测火灾。在设备范围内燃烧3s时，会触发自动火灾报警，关闭输送机的电源，激活蛋白质泡沫系统，并喷洒火焰喷射器。DMH自动灭火装置由主机、电源、控制箱和灭火装置组成。火灾探测器分为DMH-T-1、DMH-T-1和KG8006-8烟雾传感器。当火灾探测器附近发生火灾时，探测器产生的信号会直接传输到主机，然后主机将信号传输到电控柜和环境监测系统，电磁阀开始喷洒灭火。
        2.2自动喷淋系统的目的
        (1)带式输送机着火时，系统可灭火；(2)带式输送机吸烟继续生产，火灾蔓延减少，火势继续蔓延；(3)便利民众安全撤离，并酌情提供救灾援助。
        2.3自动喷淋系统功能
        该系统的主要功能是控制多个喷水装置:(1)现场自动进行喷水装置分析。当飞机图钉产生热量时，零件的温度、烟雾和CO浓度决定是否启用自动喷水灭火系统，以便准确、及时地向零件喷水；(2)地面远程喷水装置。当传送带的第一次热到达井的末端时，传感器向地面发送信号，地面部队相应地控制喷水系统；(3)洒水器可以手动操作。传送带温度过高时，洒水系统可以手动操作。
        3火灾远程应急救援系统
        3.1救灾门的分布式控制系统
        3.1.1通信模块
        通信模块采用摩沙公司生产的TCF-142-s单模光纤光电转换器，可实现RS-485信号与单模光纤信号的相互转换。光纤传输距离可达40km，支持光纤环模式。
        3.1.2备用电源
        为确保控制正常运行，并在矿物失效时正确关闭阀门，各l组配备分散、防爆和连续电源。矿井停电时，用于通风机的通风机和用于通风机阀门的通风机，用于矿体正常供电时用于通风机阀门的通风机和通风机的通风机，处于充电状态，用于循环利用备用电源。

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        3.1.3控制器的设计
        采用PLC作为风门控制器的上位机，其功能是控制电控气阀，检测救灾门传感器的状态信号，检测救灾门压缩空气管道中的气体压力，并随时与上位机保持通讯，实现救灾系统的远程控制。风门控制器的备用电源持续2小时以上。
        风门控制器主要接收风门、矿车、烟雾、控制按钮等传感器的信号，经过对比分析后给出信号控制电控风门执行相应的动作。如果输入信号显示风门或系统处于错误的工作状态，会向声光报警器输出报警信号，提醒管理人员。同时，阻尼器控制器还将输入信号上传到上位机，上位机对每个阻尼器控制器发送的所有信号进行集中处理和分析。如果需要控制某个风门控制器，则向要控制的风门控制器发送控制信息，风门控制器优先执行上位机发送的控制信息。如果主机没有发送控制信息或者风门控制器没有接收到控制信息，风门控制器根据自身产生的控制信号控制风门。
        3.1.4控制气阀和风门执行机构
        控制阀有两种:手动阀和电动阀。手动阀主要用于系统故障或紧急情况下手动打开和关闭风门。电动空气阀是一种电控防爆电磁空气阀，由可编程控制器的输出端口控制，用于自动控制。阻尼器执行机构由气缸和一些辅助机构组成，气缸的选择应根据具体情况确定。
        3.2上位机的设计方案
        上位机的功能是实现与井下系统的通讯，显示井下救灾门的工作状态和环境参数。地面调度室的服务器作为上位机，24小时开机，实现救灾门不间断检测和通讯。
        3.3系统通讯
        地面调度室的服务器通过光纤与设在地下的救灾门控制器连接，形成环路通信方式。服务器轮询并访问各个风门控制器，接收各个风门控制器的输入信号，分析输入信号，获得系统的工作状态，并向风门控制器发出相应的指令。
        4应急处置措施
        1)事故发生后，现场负责人按照事故报告流程逐级上报，并说明事故地点、人员伤害、报警人姓名、联系电话等详细情况，组织人员迅速抢救。应急救援指挥部启动应急预案《火灾爆炸应急预案》。
        2)现场人员应疏散所有作业人员，通知和指导各部分人员，如生产维护人员、现场检查员、各外包施工作业单位人员，所有进入现场的作业人员应疏散。严禁无关人员进入现场，并积极采取救援和自救措施，防止事故扩大。
        3)各车间接到应急响应后，应在最短时间内将现场疏散到安全区域，并做好现场防护。通知各岗位统一停电，停止运行。
        4)注意事项急救时注意防止中毒、窒息、触电和烧伤。安全小组负责保护事故现场，现场调查完成后才能撤回警报。穿戴个人防护用品时，注意检查防护用品是否合格，是否在有效检验期内；正确佩戴和使用正压呼吸器、隔热服、隔热手套、隔热靴等安全防护用品。自救互救时不熟悉现场情况和灭火方法的人员，不得盲目进入危险区域。救人之前，先确认自己的能力和场地条件是否能够满足营救他人的需要。消防队和公司义务消防队应认真检查，消除余火和暗火，防止死灰复燃。加强自我保护，避免因灭火造成人身伤害。
        结束语：
        目前，对带式输送机火灾的研究主要集中在带式燃烧的特点和产品上。当然，这些基础研究为皮带火灾预警技术提供了基础依据。随着科学技术的进步，人们的认知水平不断提高，发现过去单一的监测不能有效监测带式输送机火灾的发生，逐渐从单一监测向多元化、多角度监测转变；由于地下带状巷道多为进风巷道，一旦发生火灾，燃烧产生的CO和烟雾的浓度和温度受风流作用影响较大，容易造成漏报和误报现象。气味传感器在一定程度上可以弥补这些不足，但是皮带燃烧的气体产物总会受到风流的影响，使得检测数据仍然存在偏差。然而，经过多方研究人员的努力，相信带式输送机火灾预警技术将始终具有抗干扰能力强、报警时间短等优点。
        参考文献：
        [1]煤矿井下胶带火灾烟气流动及分布规律研究[D].黄刚.华北科技学院 2018.
        [2]矿用带式输送机安全监测系统研究[D].王亭亭.中国矿业大学 2019.
        [3]矿井胶带巷火灾风流动态模拟及避灾路线分析[D].侯欣然.河北联合大学 2018.
        [4]矿用胶轮车防火性能及其发展趋势[J].李智伟.煤矿机电. 2019(02).
        [5]煤矿胶带输送机的火灾防治[J].周奠邦.化工劳动保护.
        [6]矿用运输胶带摩擦升温及其火灾气体发生规律的研究[J]. 蒋时才.煤矿安全.