周凤增
(开滦集团公司,河北唐山063000)
摘 要:介绍了CO2灭火机理及其在开滦集团公司某矿2937工作面灭火过程中的应用实践,并阐述了其有效性和不足之处。
关键词:CO2;灭火;实践
中图分类号:TD75+3.3 文献标识码:B 文章编号:1003-496X(2006)
开滦(集团)有限责任公司是国有特大型煤炭企业,企业始建于1878年,至今已有120多年的开采历史。开滦(集团)公司所属矿区,地质构造复杂,各矿之间瓦斯分布差别较大,目前所属11个矿业公司中,唐山、赵各庄矿业公司为高瓦斯和瓦斯突出矿井,林西、吕家坨矿业公司深部为高瓦斯区域,范各庄、荆各庄、林南仓、钱家营、东欢坨矿业公司存在局部瓦斯涌出异常区;各矿井煤尘均具有爆炸危险性或较强爆炸危险性;各矿井开采煤层均有煤层自然发火倾向。
多年来,由于采取了多种综合性的防范措施,开滦集团公司的安全形势趋于好转并稳定在较好水平。“一通三防”工作也取得令人瞩目的成绩。在防治自燃火灾方面,由于采取灌浆、均压、灌注凝胶以及高分子材料等技术手段,2000年以来的自燃火灾次数与“九五”相比明显减少。但是,不容忽视的事实是,由于管理漏洞造成的自燃火灾间或有之。
2005年先后有两个矿发生火灾事故。由于采取灭火措施得当,方化险为夷。不断引进和使用的灭火新技术,使我们受益匪浅,使用二氧化碳发生器灭火就是一例。
1 CO2性能机理
(1)CO2的火区抑爆性机理。CO2气体具有良好的抑爆性,效果好于N2。其原理是在可爆气体中混入CO2惰性气体,可以阻碍活化中心的形成,当CO2达到一定浓度时,它大量吸收可爆气体初期氧化反应所生成的热量,同时不断扩大氧分子与可燃气体分子接触的阻碍作用,从而使可爆气体显示惰爆性。
随着CO2浓度的增加,混合可爆气体的下限微有增加,而爆炸上限则迅速减少。当CO2气体与可爆气体混合比例达一定值时,即CO2浓度达到23% ,混合可爆气体的爆炸上限与下限重合,可爆气体失去爆炸性。
同时,随着CO2浓度升高O2浓度相应的地降低,当O2浓度降至14.6%以后,火区进入失爆状态。当火区惰化并处于失爆状态下,即使瓦斯浓度达到爆炸界限范围内也不会发生瓦斯爆炸现象。
(2)CO2的火区灭火机理。CO2灭火主要有2种作用:①窒熄灭火。火区内灌注CO2后,随着CO2浓度升高,O2浓度相应的地降低,当O2浓度<11.5%时,明火即可扑灭,同时火区因缺氧而窒息灭火。在火区内,由于着火点温度很高,周围气体通过辐射吸热,造成局部气体密度变小,形成气体对流,灌注CO2后,因CO2密度大在对流作用下向着火点流动,使得火区周围CO2浓度变大,加快灭火;②吸附阻燃。井下空气如N2、CO2、O2、CH4、CO等气体成分中,燃烧的煤炭对CO2的吸附能力最强,优先吸附CO2气体,从而隔断了氧气的供给途径,有效地阻止煤炭继续燃烧,其阻燃效果特别明显。
(3)CO2惰气灭火特点。①CO2灭火适应于内、外因火灾,即可扑灭由人为或其它事故引起的火灾,又可扑灭由自燃引起的火灾,特别是适用扑灭采空区隐蔽火灾。以灌浆灭火方法扑灭采空区火灾时,因灌浆恐难以达到火源位置,所以该法灭火往往失效,CO2等惰气灭火就不会存在以上问题;②CO2灭火的无污染性。用CO2灭火特别适用于电器设备和精密、昂贵仪器的火灾,灭火后不会对仪器设备造成污染性的
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