矿山自燃火灾的性能化防火设计方法通用版.docx

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1、矿山自燃火灾的性能化防火设计方法通用版In Order To Stan dardize The Man ageme nt Of Daily Behavior, The Activities And Tasks Are Con trolled By TheDeterm ined Terms, So As To Achieve The Effect Of Safe Producti on And Reduce Hidde n Dan gers标准 /权威/ 标准/实用编写人:XXXXX审核人：XXXXX矿山自燃火灾的性能化防火设计方法通用版使用提示：本操作规程文件可用于工作中为标准日常行为与作业运

2、行过程的管理，通过对确定的 条款 对活动和任务实施控制？使活动和任务在受控状态，从而到达平安生产和减少隐患的效果。 文件下载后 可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。矿山火灾是矿井重大灾害之一。井下一旦发生火灾，对井 下人员的生命平安、矿井设备、矿产资源以及地表环境都会产生很大的危害。多年来，通过科研人员和现场技术人员的共同 努力，摸索总结出了很多卓有成效的矿山防火设计方法和设计规程。但由于各个矿山的开采条件、通风系统、生产装备差异很大，难以适用统一的标准。因此，要做好矿山防火工作，必须要有突出个性化特点的设计,火灾性能化设计方法的产生与 开展为这种思路提供了实现的依据。性能化防火设计是未

3、来消肪设计的开展方向，也是消防安 全工程技术开展的必然趋势和结果。目前，已有学者研究性能 化方法在矿山火灾防治中的应用，文献2中给出了矿山防 火性能化设计的走义，并说明了矿山防火性能化设计可以到达 的效果。但性能化的设计方法在矿山火灾防治领域中涉及较少，在矿山防火中的应用硏究还处于摸索阶段。笔者根据矿山内因火灾的特点，结合我国矿山多年来 对自然发火区防火所取得的经验 , 探讨丁基于性能化防火 设计的思 想和方法在矿山自燃火灾防治设计中的应用。1 矿山火灾的特点1) 矿内火灾是在有限空间的井巷中发生的， 火焰及有毒 气体随巷道内空气流动向各处蔓延，尤其是CO不易扩散 冲淡。2) 井下空间狭窄 ，

4、灭火困难 ，不便采用大型强力灭火器 灭火。3) 矿内空间小， 氧气不充分 ，煤或者硫化矿自燃时 ，产 生的有毒气体，特别是CO, S02勺含量极高，易致人死亡。4) 内因火灾征兆不明显， 开始仅以井下空气的温度和湿 度缓慢增加而显现，从自热到自燃的过程较长，尤其在矿 柱或 采空区的自燃 , 难于及时发现。正是由于矿山火灾的以上特点 , 更需要在防火设计过 程中 寻求适合矿山火灾防治的技术和方法。2 性能化防火设计方法2.1 根本概念和优点性能化防火设计方法的概念首先在建筑领域中提出。 它的 主要特点是在防火设计时仅提出消防平安所需要的性 能要求或 指标, 而不明确规走设计人员采用某些特走的解

5、决方法。如何 到达这一指标要求 , 采取什么样的工程措施 完全由设计人员确 走但是设计人员最终要向审核人员证 明其所选择的解决方法是平安可靠的 ,所采用的设计计算 方法是得到公认的 , 审核人员 也要利用相应的评估工具检 验设计方案是否到达平安目标 , 其 设计步骤如图 1 所示。图 1 性能化设计方法的流程图与传统的处方式标准相比 , 性能化防火设计具有 三大 特点：平安目标确实走性、设计方法的灵活性和评估 验证的必 要性。性能化设计方法更为科学合理 ,具有更大 的灵活性 , 有助 于发挥设计人员的才华和创造性。 2.2 矿山性能化设计的性能 标准和防火平安目标性能化设计方法是建立在消防平安

6、工程学原理与方法 之 上的, 性能化设计方法的开展又推动了性能化标准的发展。性能化标准的作用是制走防火平安的系统目标 , 包括 社会性目标、 功能性目标、性能要求。防火平安目标是进 行性能化设计的核 心所在, 是平安系统最终应到达的总体 效果，包括了 性能目 标和性能标准两个具体的工程。矿山防火的性能目标就是 : 矿山发生火灾后 ,进行火 势控 制, 最大程度地降低火灾造成的人员伤亡和财产、 设 备的损失， 以及火灾后对环境的影响 ；或对火灾事故隐患 区的治理 , 彻底 消除火灾的发生；从而增强矿山的防灾、 抗灾能力，保证矿山 生产的正常进行。性能标准是量化的 指标, 是指单个消防设备 或整个

7、系统的有关技术指标 , 性 能标准所提供的临界值可以在设计方案中作为计算数据使 用2.3 矿山性能化设计方案的评估设计方案初步确走后 , 需要对方案实施后的效果是否 能实 现既走的性能目标进行科学的检验和评估 , 以便最终 确定是否 采用该方案。可以通过以下两个方面来进行评 估：1) 计算机数值模拟。 目前国内夕甫多种商业软件可以模 拟矿井火灾时期烟气流的速度、温度、压力分布 , 以及有 毒、 有害气体的扩散变化情况。通过模拟结果，很容易判 断出是否 符合性能目标 , 从而确定是否采纳方案。2) 现场实验。 在发火区采用现场实验， 对设计方案在火 灾防治中的实际应用效果进行科学的观测、记录 ,

8、 根据实 测结 果来判断是否能实现既定的性能目标。3 性能化方法在矿山自燃火灾防火设计中的应用3.1 矿岩发火燃烧机理某矿矿体含硫量高 , 自燃倾向性强 , 引起矿岩自燃的 主要 物质是黄铁矿 , 发生的氧化反响式为矿石自燃主要发生在矿体与炭质页岩的接触破碎带 内。回 采崩落硫化物遇氧后发生氧化放热反响 , 热量聚积 一走程度后 形成矿石自燃 , 而其上部的炭质页岩起到助燃 作用。接触破碎 带及炭质页岩中的黄铁矿的氧化速度较 快, 而灰岩含矿带中黄铁矿的氧化速度最低 , 表 2 为不同 矿岩燃烧指标比拟表 1 不同矿岩燃烧指标通过对矿岩发火燃烧机理的分析可知：井下防火措施 应以抑制供氧量为主。

9、 这一结论为矿山防火设了技术思路 及切入点。3.2 防火设计方案确实定与分析评怙 为到达矿山的防火平安目标，并根据矿山的实际情 况, 该矿采取了多种方法、措施来进行井下防火设计。总的要求是: 尽可能使矿石与空气接触的时间短，从而减少矿石发生氧化的时机 , 彻底治理火区事故隐患消除火灾 的发生。1) 开采技术措施。选择合理的开拓方式和采矿方法 , 尽 量减少矿层的切割量，少留矿柱，合理布置采区，快速回 采， 保证采区回采时间少于自然发火期，回采完毕后及时 封闭采空 区。2) 通风防火措施。实行机械通风 , 建立可靠的通风系 统， 加强通风管理，尽量控制新鲜风流进入崩落区，并加 强通风系 统的测走

10、和管理 , 以及对隔火矿柱的监测和预报 工作。3) 阻化剂灌水防火。 先后采用灌水灭火降温、 灌泥浆灭 火、 用石灰作阻化剂灌水灭火等技术方法来进行防火降温, 各方案的优缺点比照见表 3e表 2 各方案优缺点评估通过 3 种方案的比照分析、评估 , 并且通过现场实验 所获 得的监测结果与性能标准的对照 , 该矿最后采用了用 石灰作阻 化剂灌水灭火的技术方案来进行防火降温。采用该方案时 ，该矿向崩落高温区大量灌入 2%? 3%的 石 灰水,经过 la 的大量灌石灰水后，高温矿岩平均温度从332?8降至77.1 C灌水后火区高温区的范围也逐步缩小；灌水前井下水的pH = Z灌水后pH值上升至2?

11、4 ;大量灌水灭火降 温以前，井下工作面的S02体积分数为7.74x10-5，通过大量 灌水后井下的SO2体积分数小于5 xlO-6到达了性能标准的要 求。在地表 , 由于矿岩移动引起的塌陷区活动导致她气体冒出 ,污染大气环境。该矿利用塌陷区周围的有利地形 , 实施定向爆 破, 把岩土抛掷至火区上方地表，进行覆盖，晟后把泥浆排到覆盖区内，将覆盖区的孔隙充填密实，取 得了很好的效果 , 陷 落区的SO2体积分数从1.57x10-4下 降到5x10-6以下，完 全到达了性能标准。实践证明：对大面积的崩落区火区采用以石灰作阻化 剂的 大量灌水降温灭火方法 , 以及地表覆盖、井下局部密 闭、加强 通风

12、管理、尽量控制新鲜风流进入崩落区， 是行 之有效的方法 , 也证明了性能化设计方法在矿山防火设计 中的应用是可行的。4 结语利用性能化防火设计方法的优点 , 结合矿山火灾的特 点, 对性能化设计方法在矿山防火设计的应用进行了初步 的探讨， 并介绍了该方法在某矿自然发火区防火设计中的 应用，证明了 性能化方法在矿山防火设计中应用的可行 性。目前研究性能化方法在矿山防火设计中应用的难点 , 方 面是没有制走出适合矿山防火的性能化标准体系和性 能化标准 ； 另一方面 , 由于每起矿山火灾都有其独特的发 展、蔓延特性 ,都 有其不同的火灾场景，而火灾场景又决 定了火灾开展的趋势和 预测目标。所以硏究火

13、灾场景模型 的设置是进行矿山防火设计 的关键步骤。随着计算机技术的开展和各种火灾模型的开发，对于 矿山 火灾时期烟气流的速度场、温度场、污染物浓度场的 运动分布 规律等都有了较为深入的研究，这为矿山火灾的 防治提供了坚 实的理论根底，将极大地促进性能化方法在 矿山防火设计中的 推广应用。参考文献：1 戚宜欣 ?矿井火灾烟流温度场及浓度场的数值模拟卩?西安矿冶学院学报，1994：26-332 周福宝 ，王德明?矿山火灾防治的性能化设计方法 几 金属矿山 ，2004(10) : 55-583 倪照鹏 ， 邱培芳?我国开展建筑性能化防火设计技 术 研究的思路卩 ? 消肪科学与技术 ，2002 ， 9

14、(5) : 18-234 隋鹏程？中国矿山灾害M ?长沙：湖南人民出版社， 1998方正，程彩霞，卢兆明？性能化防火设计方法的开展及其实施建议 J? 自然灾害学报 ，2003 , 12(1) : 63-686田玉敏?以性能为根底的建筑防火设计探讨 J? 建筑防火,2002：3-7刀伍爰友 , 肖国清 ?性能化设计方法在高层建筑防火设计中的应用J ?中国平安科学学报，2006 , 16(1) : 83-878王浩波, 霍然. 关于性能化防火分析与设计规程的讨 论卩?消防科学与技术 ，2fl03,7(22) : 281-284该位置可输入公司 / 组织对应的名字地址The Name Of The Organization Can Be Entered In This Location