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矿山的消防安全

类别:消防安全 发布时间:2017-09-15 浏览人次:

在矿山环境中,无论对从事地上工作还是井下作业的人来说,火灾都是最大的威胁之一。稍有不慎一瞬间就可能引发一场灾难性的大火,所以在其轨道上预防火灾是首要问题。


美国劳动部矿山安全与健康机构指出,20世纪,特别是在过去的25年里,采矿业在安全及健康方面取得了显著的进步。但是,采矿业仍然存在着高风险环境,火灾的影响会造成灾难性的后果。


1、地上地下挑战重重


根据美国国家职业安全与卫生研究院(NIOSH)的调查,电气短路和设备故障是引起美国矿山火灾的主要原因。从1990—2007年,美国采矿业共报告发生1601起火灾——平均每年发生火灾89起。所以,不断发生的矿山火灾在令人担忧的同时,也进一步凸显出识别和消除潜在危害的重要性。



在过去的几年里,地下主要工作区在健康与安全方面进行了一些的改进,但煤矿使用的设备却没有改变,存在着引发大火的火灾隐患。


很多这类设备都被放置在柜子里——通常被称为“微小环境”(micro—environments)——包括放置必要的电气控制设备的柜子。这些设备与工人的生存休戚相关。然而,煤矿还存在着很多其他“微小环境”的消防安全挑战。这些微小环境包括从应急照明设备一直到基本电缆设施、发电机、蓄电池和UPS(无间断供电)设备、输送机、升降机、控制室,变电站和燃料储备。难怪美国国家职业安全与卫生研究院矿山安全与卫生研究消防处得出结论说“火灾探测是井下安全的重要部分”。


2、盲目迷信的陷阱


盲目迷信就是一种没有真正理解、感知或辨别的相信。就煤矿安全而论,决不能任由这种盲目迷信泛滥。不幸的是,这种盲目迷信是一种很容易滋生的心态,特别是在一个视安全为首要议事日程的环境中。例如,人们很容易相信,一旦安装了灭火系统,就可以高枕无忧,不用每天再采取措施检查其工作状态了。更糟的是,应急培训,尽管非常重要和值得推荐,也会助长那种错误观念,即柜子、外壳或隔间里的小火很快会被发现、控制和处理。可悲的是,由这种错误观念所造成的严重后果,在历史上比比皆是,其严重程度需要用失去的生命和被毁的财产来衡量。


现实情况是,许多灾难都始于并不起眼的小火——常常在很短的时间内就酿成一场重大火灾。在地面,消防安全挑战主要在重矿和机械的发动机舱和撕裂系统,因此这些地方也是消防安全措施投资最可能获得最大影响和回报的地方。根据美国国土安全部国家消防事故调查系统和美国消防协会的调查结果,机械和电气故障是引起大部分非公路用设备火灾的罪魁祸首,最常见的起火点在发动机舱或附近。唯一真正有效的解决方法就是为这些“微小环境”——地上和地下——提供自身安全并针对特殊风险的专用火灾探测与灭火设备。这需要使用久经考验的、完全独立的技术,不需要外接电源,不受大气污染,并能承受艰苦的工作环境。



3、地下火灾威胁

卡耶里(~ayeli)是土耳其东北部黑海岸边里泽省的一个地下铜锡矿,雇有450多名工人,外加159名承包商。它是土耳其储量最大的铜矿之一,日产矿石3000to该矿管理人员认定该矿的主要“封闭式”火灾风险是地下泥浆泵和电控箱。为了提供充分的消防保护,公司起草了一份基本要求一览表,包括:

(1)需要提供100%的应急反应的可靠性。

(2)火灾发生后,在火势扩大和蔓延之前,准确灭火的能力。

(3)不受振动或充满尘埃的地下环境、碎石和气流的影响。

(4)提供全天候、无监护保护。

(5)不需要外部电源或可能造成系统操作失灵的其它动力。

(6)本质安全、符合矿业安全要求的高标准。


在对几个可行的解决办法进行详尽的思考之后,明显感到还有其它一些要求应当添加到原来的要求一览表中。这些要求包括一个将火灾探测和灭火完全融为一体的解决办法,这种解决办法可以使用适合特殊火灾危险和被保护设备的灭火剂。为确保火灾后矿井恢复生产,重要的是确认选择使用灭火剂的解决办法,在喷洒时,不会损坏应保护的设备。避免费时耗力的清理行动对灾后矿井恢复生产也是非常重要的。


4、矿山车辆的火灾风险


在对沉重的矿石输送带寻求保护时,保加利亚的Assare1.MedetJSC(以下简称JSC)铜矿的管理也得出相似的结论。然而,对于这个基本要求一览表,该公司补充说,解决办法必须能够应付保加利亚差别很大的温度变化。冬天温度可降至一5℃,而夏天温度可高达28~C。还有一点很重要,就是解决办法不能威胁到受保护设备的操作和维护,或需求过多空间进行灭火剂的存储,因为输送带的机舱空间有限。


JSC铜矿是保加利亚最大的露天开采的铜矿和加工公司,生产约天然铜精矿20万t/a,并加工铜1300万t/a——超过保加利亚全国一半的铜产量。位于斯雷德那山脉(SashtinskaSrednaGoraMountains),拉那基亚里斯特(Panagyurishte)镇的西北部,保加利亚首都索非亚的东边90km的JSC铜矿占地面积20000A(英亩),平均海拔1000In。因此,不难理解,发动机火灾对这些庞大的机器(见图1)所造成的损失或严重损害会严霞影响生产计划,传输带可能要进行长达数月的修理,甚至花费上万美元的代价重新更换。没有控制的发动机火灾也将设备操作员置于严重的受伤或死亡的危险境地。

图1 工人正在维修火灾损坏的设备

图1 工人正在维修火灾损坏的设备



    然而,我们需要对这些传输车辆显现出的火灾危险的实质进行认真思考,探测和灭火的解决方法是否能够提供最大限度的保护。除了传输带的燃料和燃油管路的破裂,还要考虑到整个机舱里的易燃液体。这些液体包括液压、闸、自动传输和动力转向液体,邻发动机组上积累的易燃油脂,磨损或损坏的电很容易成为起火点。


发动机机舱内和机舱周围运动着的气流动力是另一个因素;


它可能会严重损害传统检测与灭火系统的性能和可靠性、这是因为高温和火焰通常是从火源处升起的言当传送带转动时,就被带到其他地方。众所周知,发动机内和周围积累起来的污垢、强烈的温度变化和振动也是导致传统的探测与灭火系统不能提供快速准确的火灾探测与灭火的重要因素。这样势必使JSC铜矿放弃几种可能的解决方案,包括那些只进行探测或只进行灭火的非综合性解决方案。



5、综合探测与灭火


    在土耳其卡耶里矿和保加利亚JSC矿这两种情况下,决定选择管式火灾探测与灭火系统,经过仔细的研究,双方都选择了美国防火带国际(US-based FiretraceInternational)的防火带系统。该系统目前保护着世界各地150 000套设备。每套防火带系统都包含一个附在防火带检测管上面的灭火剂缸。这是根据使用目的开发出的防漏管,在卡耶里矿蜿蜒穿过设备箱和泥浆泵外壳,在JSC矿穿过传送带的发动机舱。


    高温或火焰会迅速导致管线破裂,灭火剂自动流出,在起火点未形成火势之前迅速准确地将火熄灭。对这两家矿山的管理来说,与许多其他灭火系统不同,灭火带只能被戍火激活,所以不可能有假警报或影响采矿作业的不必要的灭火剂释放。值得注意的是,这是世界上唯一被UL列人名单、经FM批准,而且有CE标志的管式系统(见图2),是经过测试的火灾自动探测与灭火系统。


图2管式火灾探测与灭火系统

                图2管式火灾探测与灭火系统

   卡耶里地下工程使用防火带直接系统和防火带间接系统。在直接系统中,防火带管道探测具有双重功能:它既是探测装置,同时也是灭火剂的传送系统。而间援系统则将管道用作探测和系统激活设备,但不用于灭火的排放。耐化学品的管道的破裂会导致压力下降,导致系统的间接阀门启动。这种转移从探测管流出,灭火剂通过漫射喷嘴从灭火剂缸里排放出来充满整个空间。灭火剂缸的压力表允许快速排放,而且便于检查,确保系统正常工作。



6、灭火剂的选择


    灭火剂的选择对这两家矿都很关键。卡耶里矿山项目选择了两种专门风险灭火剂—ABC干粉是保护泥浆泵外壳的,而3M Novec1230消防液则是用来保护矿一上的电控箱的。使用灭火带直接系统的JsC铜矿的传送带也是使用ABC干粉。


    ABC干粉末可以通过在182一205℃之间熔化隔离A类火灾—那些可自由燃烧的材料,如木材、纸张、纺织品和其他碳质材料引起的火灾。干粉还可以通过梭盖所保护设备的表面打破B类和C类(在美国为B类)火灾—那些涉及易燃液体如汽油、柴油、溶剂、润猾剂和酒精,以及易燃气体如丁烷和丙烷的火灾—的连锁反应    在这些应用中使用ABC干粉的另一个优点是释放时,会留下残渣,这些残渣会吸收吸燃液体,有助于避免复燃。干粉颗粒往往太大,无法穿过发动机的空气过滤器,所以系统排放后,只有暴露的发动机外表需要通过擦拭、吸尘或清洗进行清洁。


    3 M Novec 1230消防液是最新的洁净型灭火剂,可迅速扑灭A,B和C类火灾,没有损害精密的电器设备的热冲击风险。 它不导电 ,无腐蚀 , 而且不会留下油

渍 ,因此 ,释放后 ,无需清理。 按低蒸汽压力储存 ,释放时,使用远远低于灭火剂饱度和度或冷凝水平 的浓缩液 ,变成无色 、无味的气体。



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