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礦山的消防安全

類別:消防安全 發布時間:2017-09-15 瀏覽人次:

在礦山環境中,無論對從事地上工作還是井下作業的人來說,火災都是最大的威脅之一。稍有不慎一瞬間就可能引發一場災難性的大火,所以在其軌道上預防火災是首要問題。


美國勞動部礦山安全與健康機構指出,20世紀,特別是在過去的25年里,采礦業在安全及健康方面取得了顯著的進步。但是,采礦業仍然存在著高風險環境,火災的影響會造成災難性的后果。


1、地上地下挑戰重重


根據美國國家職業安全與衛生研究院(NIOSH)的調查,電氣短路和設備故障是引起美國礦山火災的主要原因。從1990—2007年,美國采礦業共報告發生1601起火災——平均每年發生火災89起。所以,不斷發生的礦山火災在令人擔憂的同時,也進一步凸顯出識別和消除潛在危害的重要性。



在過去的幾年里,地下主要工作區在健康與安全方面進行了一些的改進,但煤礦使用的設備卻沒有改變,存在著引發大火的火災隱患。


很多這類設備都被放置在柜子里——通常被稱為“微小環境”(micro—environments)——包括放置必要的電氣控制設備的柜子。這些設備與工人的生存休戚相關。然而,煤礦還存在著很多其他“微小環境”的消防安全挑戰。這些微小環境包括從應急照明設備一直到基本電纜設施、發電機、蓄電池和UPS(無間斷供電)設備、輸送機、升降機、控制室,變電站和燃料儲備。難怪美國國家職業安全與衛生研究院礦山安全與衛生研究消防處得出結論說“火災探測是井下安全的重要部分”。


2、盲目迷信的陷阱


盲目迷信就是一種沒有真正理解、感知或辨別的相信。就煤礦安全而論,決不能任由這種盲目迷信泛濫。不幸的是,這種盲目迷信是一種很容易滋生的心態,特別是在一個視安全為首要議事日程的環境中。例如,人們很容易相信,一旦安裝了滅火系統,就可以高枕無憂,不用每天再采取措施檢查其工作狀態了。更糟的是,應急培訓,盡管非常重要和值得推薦,也會助長那種錯誤觀念,即柜子、外殼或隔間里的小火很快會被發現、控制和處理。可悲的是,由這種錯誤觀念所造成的嚴重后果,在歷史上比比皆是,其嚴重程度需要用失去的生命和被毀的財產來衡量。


現實情況是,許多災難都始于并不起眼的小火——常常在很短的時間內就釀成一場重大火災。在地面,消防安全挑戰主要在重礦和機械的發動機艙和撕裂系統,因此這些地方也是消防安全措施投資最可能獲得最大影響和回報的地方。根據美國國土安全部國家消防事故調查系統和美國消防協會的調查結果,機械和電氣故障是引起大部分非公路用設備火災的罪魁禍首,最常見的起火點在發動機艙或附近。唯一真正有效的解決方法就是為這些“微小環境”——地上和地下——提供自身安全并針對特殊風險的專用火災探測與滅火設備。這需要使用久經考驗的、完全獨立的技術,不需要外接電源,不受大氣污染,并能承受艱苦的工作環境。



3、地下火災威脅

卡耶里(~ayeli)是土耳其東北部黑海岸邊里澤省的一個地下銅錫礦,雇有450多名工人,外加159名承包商。它是土耳其儲量最大的銅礦之一,日產礦石3000to該礦管理人員認定該礦的主要“封閉式”火災風險是地下泥漿泵和電控箱。為了提供充分的消防保護,公司起草了一份基本要求一覽表,包括:

(1)需要提供100%的應急反應的可靠性。

(2)火災發生后,在火勢擴大和蔓延之前,準確滅火的能力。

(3)不受振動或充滿塵埃的地下環境、碎石和氣流的影響。

(4)提供全天候、無監護保護。

(5)不需要外部電源或可能造成系統操作失靈的其它動力。

(6)本質安全、符合礦業安全要求的高標準。


在對幾個可行的解決辦法進行詳盡的思考之后,明顯感到還有其它一些要求應當添加到原來的要求一覽表中。這些要求包括一個將火災探測和滅火完全融為一體的解決辦法,這種解決辦法可以使用適合特殊火災危險和被保護設備的滅火劑。為確保火災后礦井恢復生產,重要的是確認選擇使用滅火劑的解決辦法,在噴灑時,不會損壞應保護的設備。避免費時耗力的清理行動對災后礦井恢復生產也是非常重要的。


4、礦山車輛的火災風險


在對沉重的礦石輸送帶尋求保護時,保加利亞的Assare1.MedetJSC(以下簡稱JSC)銅礦的管理也得出相似的結論。然而,對于這個基本要求一覽表,該公司補充說,解決辦法必須能夠應付保加利亞差別很大的溫度變化。冬天溫度可降至一5℃,而夏天溫度可高達28~C。還有一點很重要,就是解決辦法不能威脅到受保護設備的操作和維護,或需求過多空間進行滅火劑的存儲,因為輸送帶的機艙空間有限。


JSC銅礦是保加利亞最大的露天開采的銅礦和加工公司,生產約天然銅精礦20萬t/a,并加工銅1300萬t/a——超過保加利亞全國一半的銅產量。位于斯雷德那山脈(SashtinskaSrednaGoraMountains),拉那基亞里斯特(Panagyurishte)鎮的西北部,保加利亞首都索非亞的東邊90km的JSC銅礦占地面積20000A(英畝),平均海拔1000In。因此,不難理解,發動機火災對這些龐大的機器(見圖1)所造成的損失或嚴重損害會嚴霞影響生產計劃,傳輸帶可能要進行長達數月的修理,甚至花費上萬美元的代價重新更換。沒有控制的發動機火災也將設備操作員置于嚴重的受傷或死亡的危險境地。

圖1 工人正在維修火災損壞的設備

圖1 工人正在維修火災損壞的設備



    然而,我們需要對這些傳輸車輛顯現出的火災危險的實質進行認真思考,探測和滅火的解決方法是否能夠提供最大限度的保護。除了傳輸帶的燃料和燃油管路的破裂,還要考慮到整個機艙里的易燃液體。這些液體包括液壓、閘、自動傳輸和動力轉向液體,鄰發動機組上積累的易燃油脂,磨損或損壞的電很容易成為起火點。


發動機機艙內和機艙周圍運動著的氣流動力是另一個因素;


它可能會嚴重損害傳統檢測與滅火系統的性能和可靠性、這是因為高溫和火焰通常是從火源處升起的言當傳送帶轉動時,就被帶到其他地方。眾所周知,發動機內和周圍積累起來的污垢、強烈的溫度變化和振動也是導致傳統的探測與滅火系統不能提供快速準確的火災探測與滅火的重要因素。這樣勢必使JSC銅礦放棄幾種可能的解決方案,包括那些只進行探測或只進行滅火的非綜合性解決方案。



5、綜合探測與滅火


    在土耳其卡耶里礦和保加利亞JSC礦這兩種情況下,決定選擇管式火災探測與滅火系統,經過仔細的研究,雙方都選擇了美國防火帶國際(US-based FiretraceInternational)的防火帶系統。該系統目前保護著世界各地150 000套設備。每套防火帶系統都包含一個附在防火帶檢測管上面的滅火劑缸。這是根據使用目的開發出的防漏管,在卡耶里礦蜿蜒穿過設備箱和泥漿泵外殼,在JSC礦穿過傳送帶的發動機艙。


    高溫或火焰會迅速導致管線破裂,滅火劑自動流出,在起火點未形成火勢之前迅速準確地將火熄滅。對這兩家礦山的管理來說,與許多其他滅火系統不同,滅火帶只能被戍火激活,所以不可能有假警報或影響采礦作業的不必要的滅火劑釋放。值得注意的是,這是世界上唯一被UL列人名單、經FM批準,而且有CE標志的管式系統(見圖2),是經過測試的火災自動探測與滅火系統。


圖2管式火災探測與滅火系統

                圖2管式火災探測與滅火系統

   卡耶里地下工程使用防火帶直接系統和防火帶間接系統。在直接系統中,防火帶管道探測具有雙重功能:它既是探測裝置,同時也是滅火劑的傳送系統。而間援系統則將管道用作探測和系統激活設備,但不用于滅火的排放。耐化學品的管道的破裂會導致壓力下降,導致系統的間接閥門啟動。這種轉移從探測管流出,滅火劑通過漫射噴嘴從滅火劑缸里排放出來充滿整個空間。滅火劑缸的壓力表允許快速排放,而且便于檢查,確保系統正常工作。



6、滅火劑的選擇


    滅火劑的選擇對這兩家礦都很關鍵。卡耶里礦山項目選擇了兩種專門風險滅火劑—ABC干粉是保護泥漿泵外殼的,而3M Novec1230消防液則是用來保護礦一上的電控箱的。使用滅火帶直接系統的JsC銅礦的傳送帶也是使用ABC干粉。


    ABC干粉末可以通過在182一205℃之間熔化隔離A類火災—那些可自由燃燒的材料,如木材、紙張、紡織品和其他碳質材料引起的火災。干粉還可以通過梭蓋所保護設備的表面打破B類和C類(在美國為B類)火災—那些涉及易燃液體如汽油、柴油、溶劑、潤猾劑和酒精,以及易燃氣體如丁烷和丙烷的火災—的連鎖反應    在這些應用中使用ABC干粉的另一個優點是釋放時,會留下殘渣,這些殘渣會吸收吸燃液體,有助于避免復燃。干粉顆粒往往太大,無法穿過發動機的空氣過濾器,所以系統排放后,只有暴露的發動機外表需要通過擦拭、吸塵或清洗進行清潔。


    3 M Novec 1230消防液是最新的潔凈型滅火劑,可迅速撲滅A,B和C類火災,沒有損害精密的電器設備的熱沖擊風險。 它不導電 ,無腐蝕 , 而且不會留下油

漬 ,因此 ,釋放后 ,無需清理。 按低蒸汽壓力儲存 ,釋放時,使用遠遠低于滅火劑飽度和度或冷凝水平 的濃縮液 ,變成無色 、無味的氣體。



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