矿井火灾事故的自救与互救

一、矿井火灾的含义

矿井火灾又叫矿内火灾或井下火灾，是指发生在煤矿井下巷道、工作面、硐室、采空区等地点的火灾。波及和威胁井下安全的地面火灾，也叫矿井火灾。矿井火灾常导致人员伤亡、设备损失、矿井停产、资源破坏、甚至引起瓦斯、煤尘或硫化矿尘爆炸。

二、矿井火灾的分类

矿井火灾按引起的热源不同分内因火灾和外因火灾两类。内因火灾是指煤炭等在常温下与空气中的氧气相互作用产生热量聚集而引起的火灾。其特点是其发生是一个过程且有预兆；火源隐蔽，不容易找到，同时受井下条件限制，扑灭比较困难，火区燃烧时间长。外因火灾是指外来热源造成的火灾。其特点为发生突然，来势凶猛，如果发现不及时，往往可能酿成恶性事故。

（一）矿井内因火灾（煤炭自燃）

矿井内因火灾主要是指煤炭自燃形成的火灾。煤炭自燃是氧化过程自身加速发展的结果。煤炭在常温下能吸附空气中的氧而发生氧化作用产生热量，如果产生的热量不能很好散发并继续积聚，当温度上升达到煤的着火温度时，就会引起煤炭自燃。

1.煤炭自燃的条件。

煤炭本身具有自燃倾向性并呈破碎状态堆积存在，煤氧化生成的热量大量蓄积，难以及时散失和连续的通风供氧维持煤的氧化过程不断地发展，这是煤炭自燃发火的三个必备条件。煤炭自燃经常发生的地点有：采空区，特别是大量遗煤而未及时封闭或封闭不严的已采区，巷道两侧受地压破坏的煤柱，巷道堆积的浮煤和冒顶垮落处，与地面老窑连通处等。

2.发现煤炭自燃的方法。

（1）通过人体感官早期发现矿井火灾

人们应用自己的感官（如：眼睛、鼻子、皮肤等），能察觉煤炭自燃的初期特征。这是一项传统的办法。通常有：视力感觉、气味感觉、温度感觉、疲劳感觉。

（2）分析矿井空气成分预报火灾

煤炭在氧化过程中，能使附近地区空气中的氧气浓度降低、一氧化碳含量增加，并先后出现一氧化碳和其他碳氢化合物。一般使用一氧化碳气体作为早期识别煤炭自燃火灾的指标气体。

（3）测量井下发热体温度预测自燃发火

煤炭自燃的过程中，在自热期后阶段，由于氧化加剧，产生热量增加，使媒体及周围温度升高。因此测量发热体及周围温度变化是确定煤炭自燃状态的重要参数。直接测温法：就是在不破坏现有温度场的情况下把温度传感器布置在煤炭的易自燃区域，如两道一线及采空区，观测自燃温度随时间而变化的趋势，从而判断煤炭自燃的发展阶段和发展趋势。

3.矿井内因火灾的预防与处理。

煤炭自燃发火事故严重影响矿井的经济效益，破坏矿井的正常采掘接续关系，甚者引起瓦斯爆炸，威胁矿工生命。防治煤炭自燃，一是杜绝可燃物，二是避免可燃物聚热环境的形成。防治内因火灾的技术主要有下面几种：

（1）合理的开拓开采及通风系统

从预防煤炭自燃的角度出发，对煤层开拓、开采方法的要求是：煤层切割量少、煤炭回收率高、工作面推进速度快、采区容易封闭。为满足上述要求，通常采取的技术措施有：首先就是合理地进行开拓布置。尽可能采用岩石巷道，推广无煤柱技术。其次是选择合理的采煤方法。应尽量采用长壁式采煤法，同时采用全部陷落法管理顶板。最后是选择合理的开采顺序。煤层间采用下行式。上山采区先采上区段，后采下区段。下山采区先采上区段，后采下区段。

矿井通风网络结构要力求简单，通风阻力适中（3kPa以下为宜）主要通风机与风网匹配。通风设施布局合理。通风压力分布适宜。矿井通风方式以中央分裂式或两翼对角式为好。采区采用分区通风，主要通风机运行的工况点位于高效区内。矿井进风、用风、回风段阻力宜保持3∶2∶5的比例。

（2）防止漏风

煤炭自燃是煤与空气中的氧气在一定条件下进行氧化的结果，所有矿井通风网路中漏风是煤炭自燃决定的因素。当采空区单位面积的漏风量大于1.2m3／min·m2或小于0.06m3／min·m2时，都不会发生自燃发火。漏风太大，氧化热量不能积聚，漏风太小，则氧化条件不良。最危险的漏风量是0.4～0.8m3／min·m2。预防漏风的措施主要有：增大漏风风阻减少漏风、利用调节风压法减少漏风。

（3）惰性气体防火技术

煤矿可以利用惰性气体（主要是利用氮气）进行防灭火。惰性气体防灭火就是将不能助燃也不能燃烧的惰性气体注入已封闭的或有自燃危险的区域，降低其氧气的浓度，从而使火区中因氧气含量不足而将火源熄灭，或者使采空区中因氧气含量不足而使煤不能氧化自燃。惰性气体防灭火关键是控制火区的氧气含量。

（4）矿井火灾的直接灭火

清除可燃物、降低燃烧物的温度是直接灭火最常用的方法

（二）矿井外因火灾

1.矿井外因火灾的条件

（1）必要条件：有充足的可燃物或有助燃物存在。凡是能支持和帮助燃烧的物质都是助燃物。常见的助燃物是含一定氧浓度的空气，具有一定温度和能量的火源。

（2）充分条件：燃烧的三个必要条件同时存在，相互作用；可燃物的温度达到燃点，生成热量大于散发热量。

2.常见的外因火源

（1）电能热源：电（缆）流短路或导体过热；电弧电火花；烘烤（灯泡取暖）；静电等。

通过表5－1可以看出，电缆短路成为电能热源引发矿井外因火灾的主要原因。

表5－1　我国部分电气火灾发火原因统计表

（2）摩擦热：如胶带与滚筒摩擦、胶带与碎煤摩擦以及采掘机械截齿与砂岩摩擦等。

（3）违反操作规程的操作：放明炮、糊炮、装药密度过大或过小、钻孔内有水、炸药受潮以及封孔炮泥长度不够或用可燃物（如煤粉、炸药包装纸等）代替炮泥等违反爆破都有可能发生爆燃。放炮引起瓦斯燃烧或爆炸的例子在实际工作中时有发生。

（4）液压联轴器着火：液压联轴器喷油着火引燃周围可燃物，酿成火灾。

（5）明火（高温焊碴、吸烟）：明火是产生外因火灾的重要原因之一。明火主要产生于加热器、喷灯、焊接和切割作业，烟头也有酿成火灾的可能。

3.矿井外因火灾的预防与处理

（1）电气火灾的处理

①切断电源。发生电气火灾时，要先切断电源，再选用不导电的器材如沙子、岩粉和四氯化碳等灭火器来扑灭；

②用沙子、岩粉扑灭电气火灾。沙子、岩粉不导电，把它们撒向燃烧着的物体，使燃烧物体与空气隔绝，可以扑灭电气设备和电缆火灾；

③用四氯化碳灭火器灭火。该灭火器材的机体内盛有四氯化碳溶液，抽动泵将溶液抽射到燃烧物上，接触到火焰受高温作用后生成比空气重四倍的气体，将燃烧物包围使其与空气隔绝，燃烧的火焰闷熄。四氯化碳溶液不导电而且对金属物不锈蚀，所以它适用于扑灭电气火灾或机器火灾。但溶液挥发后具有使人麻醉的毒性，故在空气不流通的地方使用后，应立即离开，以防中毒。它不适于井下使用，对高处的火灾使用也不能奏效。

④用二氧化碳灭火机灭火。将二氧化碳高压液化后装入容器，同时只要打开开关，二氧化碳即从喇叭管中喷出。液态二氧化碳喷出后变成气体时吸热冷却，并降低空气中的氧含量而使火焰熄灭。二氧化碳不导电对机器也无腐蚀作用，适用于扑灭电气或机器火灾。

（2）硐室火灾的处理

硐室发生火灾时应立即关闭防火门。无防火门时，应采取挂风幛控制入风，积极灭火。着火硐室位于矿井总进风道时，应反风或让火烟短路。位于采区进风道时，若条件具备可采取短路通风或局部反风。

①爆炸材料库着火时，应先将雷管运出，然后运出炸药。如因高温运不出时，则关闭防火门，退往安全地点。

②绞车房着火时，应将火源下方的矿车固定，或将矿车放到下方车场，防止烧断钢丝绳造成跑车伤人。

③蓄电池机车库着火时，为防止氢气爆炸，应切断电源，停止充电，加强通风并及时把蓄电池运出硐室。

（3）采煤工作面火灾的处理

在处理采煤工作面火灾时，极易引起瓦斯或煤尘爆炸。整个灭火工作除一般要在维持正常通风情况下进行外，还必须做到：

①要有效地利用灭火器和防尘水管，从进风侧灭火。

②极倾斜煤层采煤工作面着火时，不可在火源上方灭火，防止水蒸气伤人；也不得在火源下方灭火，防止灭火区塌落物伤人；要从侧面即工作面煤壁或采空区方向，利用保护台板和保护盖接近火源灭火。

③采煤工作面瓦斯燃烧时，灭火人员要分布开，要增大工作面风量，并利用干粉灭火器、沙子、岩粉等灭火。扑灭上隅角瓦斯燃烧时，要谨防将火焰逼入采空区。

④从进风侧灭火难以取得效果时，应采取局部反风，从回风侧灭火，但进风侧要设置水幕。

⑤下行通风的采煤工作面发生火灾时，应采取有效措施。如增加工作面风量，保持回风系统畅通等，避免风流逆转。

⑥当矿井火灾发展到不能直接扑灭时，应迅速隔绝，即迅速在通向火区的巷道中建筑密闭墙，切断向火区的供风。

三、矿井火灾的形式及危害

（一）矿井火灾的主要形式

1.当火灾烟气顺风蔓延，热烟气流经倾斜或垂直井巷时，可产生与自然风压类似的局部火风压，使相关井巷中的风量变化，甚至发生风流停滞或反向，导致火灾影响范围的扩大，人员不能安全撤退，无法进行灭火，有时还能引起瓦斯或煤尘爆炸。

2.在上行风路中发生火灾，其火风压作用方向与主扇作用方向一致，使火源所在风路的风量增加，旁侧风路的风量减少；随火势发展，火风压增加，旁侧风路的风流可能反向，烟气将侵入。

3.在下行风路中发生火灾，其火风压作用方向与主扇相反，使火源所在风路的风量减少，旁侧风路的风量增加；当火风压增大，火源所在风路的风流可能反向，烟气侵入旁侧风路。

4.在矿井总进风流中发生火灾时，往往需要进行全矿性反风。以免烟气侵入采掘区。所以主要扇风机必须装有反风设备，必须能在10分钟内改变巷道中的风流方向。

（二）矿井火灾的危害

1.环境复杂加剧火灾危害。

井下空间狭小，矿井通风及巷道联通关系复杂，供风量有限，发生火灾时人员避灾会受到井下环境条件的限制，使火灾加重。

2.易燃物加剧火灾蔓延。

煤矿井下到处都存在大量的易燃物，火灾极易发展蔓延，高温火烟在巷道流经的路程上，掺入新鲜风流时，将会在掺风地点形成新的火源。

3.产生大量的高温火焰及有害气体，造成人员伤亡。

火灾能产生大量有毒有害气体，如CO、CO2等，这些气体随高温火烟一起流入井下各作业场所，造成人员中毒或窒息。

4.引起瓦斯、煤尘爆炸。

矿井火灾不仅提供了瓦斯、煤尘爆炸的热源，而且由于火的干馏作用，使井下可燃物（煤、木材等）放出氢气和其他多种碳氢化合物等爆炸性气体。因此，火灾会引起瓦斯、煤尘爆炸，进一步扩大灾情及伤亡。

5.火灾烧毁设备和煤炭资源。

井下发生火灾，因灭火措施不当或拖延时间，往往错失灭火良机，使火势扩大，这样就会烧毁大量的设备、器材和煤炭资源。有时封闭火区也会导致一些设备长期被封闭在火区而损失，并造成大量煤炭资源留滞，影响矿井正常生产。

6.火灾使井下风流逆转，导致灾情扩大。

矿井火灾发生后，高温浓烟流经区域的空气发生变化，温度升高。井巷中产生火风压。火风压一方面使矿井总风量发生变化，另一方面造成矿井通风网路风流方向变化，从而使烟气的流动失去控制，造成通风系统紊乱，进一步扩大灾区范围，使更多的井下人员受到火灾烟气的毒害，同时给井下的安全撤退带来极大的困难和危险，增大了事故损失和灭火救灾的困难。

四、矿井火灾的自救与互救措施

（一）要尽最大的可能迅速了解或判明事故的性质、地点、范围和事故区域的巷道情况、通风系统、风流及火灾烟气蔓延的速度、方向以及与自己所处巷道位置之间的关系，并根据矿井灾害预防和处理计划及现场的实际情况，确定撤退路线和避灾自救的方法。

（二）撤退时，任何人无论在任何情况下都不要惊慌、不能擅自行动。应在现场负责人及有经验的老工人带领下有组织地撤退。

（三）位于火源进风侧的人员，应迎着新鲜风流撤退。

（四）位于火源回风侧的人员在撤退途中遇到烟气有中毒危险时，应迅速戴好自救器，尽快通过捷径绕到新鲜风流中或在烟气没有到达之前，顺着风流尽快从回风出口撤到安全地点；如果距火源较近而且越过火源没有危险时，也可迅速穿过火区撤到火源的进风侧。

（五）如果在自救器有效作用时间内不能安全撤出时，应到设有储存备用自救器的硐室换用自救器后再行撤退，或是寻找有压风管路系统的地点，以压缩空气供呼吸之用。

（六）撤退中应靠巷道有联通出口的一侧行进，避免错过脱离危险区的机会，同时还要注意观察巷道和风流的变化情况，谨防火风压可能造成的风流逆转。受灾人员既要镇定自救又要互相帮助；撤退行动既要迅速果断，又要快而不乱。

（七）如果无论是逆风或顺风撤退，都无法躲避着火巷道或火灾烟流可能造成的危害，则应迅速进入避难硐室；没有避难硐室时应在烟流袭来之前，选择合适的地点就地利用现场条件，快速构筑临时避难硐室，进行避灾自救。

（八）逆烟流撤退具有极大危险性，一般情况下不能采取这种方法。除非是在附近有脱离危险区的通风出口，而且又有脱离危险区的把握时；或是只有逆烟撤退才有争取生存的希望时，才可采取这种撤退方法。

（九）撤退途中，如果有平行并列巷道或交叉巷道时，应靠有平行并列巷道和交叉巷口的一侧撤退，并随时注意这些出口的位置，尽快寻找脱险出路。在烟雾大、视线不清的情况下，要摸着巷道壁前进，以免错过联通出口。

（十）当烟雾在巷道里流动时，一般巷道上部烟雾浓度大、温度高、能见度低，对人的危害也严重，而靠近巷道底板情况要好一些，有时巷道底部还有比较新鲜的低温空气流动。为此，在有烟雾的巷道里撤退时，在烟雾不严重的情况下，即使为了加快速度也不应直立奔跑，而应尽量贴着巷道底板和巷壁，摸着铁管或管道等爬行撤退。

（十一）在高温浓烟的巷道撤退还应注意利用巷道内的水浸湿毛巾、衣物或向身上淋水等办法进行降温，改善自己的感觉，或是利用随身物件等遮挡头部、面部，以防高温烟气的刺激。

（十二）在撤退过程中，当发现有发生爆炸的前兆时（当爆炸发生时，巷道内的风流会有短暂的停顿或颤动，应当注意的是这与火风压可能引起的风流逆转的前兆有些相似），有可能的话要立即避开爆炸的正面巷道，进入旁侧巷道，或进入巷道内的躲避硐室；如果情况紧急，应迅速背向爆源，靠巷道的一帮就地顺着巷道趴卧，面部朝下紧贴巷道底板、用双臂护住头面部并尽量减少皮肤的外露部分；如果巷道内有水坑或水沟，则应顺势爬入水中。在爆炸发生的瞬间，要尽力屏住呼吸或是闭气将头面浸入水中，防止吸入爆炸火焰及高温有害气体，同时要以最快的动作戴好自救器。爆炸过后，应稍事观察，待没有异常变化迹象后，再辨明情况和方向，沿着安全避灾路线，尽快离开灾区，撤到有新鲜风流的安全地带。