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(1)隔絕滅火
當不能直接將火源撲滅時,為了迅速控制火勢,使其熄滅,可在通往火源的所有巷道內砌筑密閉墻,使火源與空氣隔絕。火區封閉后其內惰性氣體(如CO2和N2等)的濃度逐漸增加,氧氣濃度逐漸下降,燃燒因缺氧而窒息。這種滅火方法稱為隔絕滅火。
(2)密閉墻的結構和種類
火區的封閉是靠密閉墻來實現的。按照密閉墻存在的時間長短和作用,可分為臨時密閉、永久密閉和防爆密閉3種。
1)臨時密閉墻
其作用是暫時切斷風流,控制火勢發展,為砌筑永久密閉墻或直接滅火創造條件。對臨時密閉墻的基本要求是結構簡單,建造速度快,具有一定的密實性,位置上盡量靠近火源。傳統的臨時密閉墻是木板墻上釘不燃的風筒布,或在木板墻上涂黃泥,也有采用木立柱夾混凝土塊板的。
隨著科學技術的發展,目前已研制出多種輕質材料結構、能快速建造的密閉墻,例如泡沫塑料密閉墻、傘式密閉墻和充氣式密閉墻等。
2)永久密閉墻
永久密閉墻能夠較長時間地(至火源熄滅為止)阻斷風流,使火區因缺氧而熄滅。其要求是具有較高的氣密性、堅固性和不燃性,同時又要求便于砌筑和啟開。密閉墻的結構如圖5.28所示。材料主要有磚、片(料)石和混凝土,砂漿作為黏結劑。為了增加氣密性和耐壓性,一般要求在巷道的四周挖0.5~1.0 m厚使墻與未破壞的巖體接觸的深槽,并在墻與巷道接觸的四周涂一層黏土或砂漿等膠結劑。在礦壓大、圍巖破壞嚴重的地區設置密閉墻時,采用兩層磚之間充填黃土的結構,以增加密閉墻的氣密性。在密閉墻的上、中、下部適當位置應預埋相應的鐵管,用于檢查火區的溫度、采集氣樣、測量漏風壓差、灌漿和排放積水,平時這些管口應用木塞或閘門堵塞,以防止漏風。
圖5.28 磚體防火墻
3)防爆密閉墻
在有瓦斯爆炸危險時,需要構筑防爆密閉,以防止封閉火區時發生瓦斯爆炸。防爆密閉墻一般是用砂袋堆砌而成,如圖5.29所示。其厚度一般為巷寬2倍。密閉墻間距5~10 m。目前,比較先進的方法是采用石膏快速充填構成耐壓防爆密閉墻。
在構筑砂段或石膏密閉墻時,要安設采樣管、放水管和通過筒。通過筒由鋼板卷制而成,直徑為800 mm,其作用:一是在封閉火區時保持送風稀釋火區內瓦斯;二是在封閉后的燃燒熄滅過程中,可派救護隊員由此進入火區偵察火情。
近年來,國內外研制成多種遠距離輸送石膏構筑密閉墻的設備,快速構筑石膏防爆密閉墻,以避免形成災害。圖5.30為水砂充填防爆墻。
圖5.29 砂袋防爆墻
1-砂袋;2-磚墻;3-觀察孔;4-放水管;5-返水池
圖5.30 水砂充填防爆墻
1-秫秸簾子;2-磚墻;3-充填管;4-觀察孔;5-注漿池;6-放水孔;7-返水池
(3)密閉墻的位置選擇
密閉墻的位置選擇合理與否不僅影響滅火效果,而且決定施工安全性。過去曾有不少火區在封閉時因密閉墻的位置選擇的不合適而造成瓦斯爆炸。滅火的效果取決于密閉墻的氣密性和密閉空間的大小。封閉范圍越小,火源熄滅的越快。
封閉火區的原則是:“密、小、少、快”4個字。“密”是指密閉墻要嚴密,盡量少漏風;“小”是指封閉范圍要盡量小;“少”是指密閉墻的道數要少;“快”是指封閉墻的施工速度要快。在選擇密閉墻的位置時,人們首先考慮的是把火源控制起來的迫切性,以及在進行施工時防止發生瓦斯爆炸,保證施工人員的安全。
(4)封閉火區的順序
火區封閉后必然會引起其內部壓力、風量、氧濃度和瓦斯等可燃氣體濃度變化;一旦高濃度的可燃氣體流過火源,則就可能發生瓦斯爆炸。因此,正確選擇封閉順序,加快施工速度,對于防止瓦斯爆炸、保證救護人員的安全至關重要。一般是先封閉對火區影響不大的次要風路的巷道,然后封閉火區的主要進回風巷道。
火區的主要進、回風巷道的封閉順序至關重要,常用的封閉順序有以下3種:
1)先封閉進風巷道,后封閉回風巷道
一般情況下,在火區的進風側構筑密閉墻要比回風側容易得多。只要封閉了進風側的密閉墻,進入火區的風量會大大減少,從而使火勢減弱,涌出的煙量減少,有利于回風側密閉墻的構筑。因此,在低瓦斯礦井中,通常采用先封閉進風巷道,后封閉回風巷道的封閉順序。
2)先封閉回風巷道,后封閉進風巷道
一般在火勢不大,溫度不高、無瓦斯存在的情況下,為了迅速截斷火源蔓延而采取的方法。密閉墻構筑后,墻前壓力局部升高,墻后壓力局部下降。在密閉墻和火源之間有瓦斯存在時,封閉進風側的密閉墻是極其危險的。而首先封閉回風側密閉墻要相對安全些,因為它能夠在火區內造成正壓,多少能夠抑制采空區的瓦斯涌出。
3)進、回風巷道同時封閉
在構筑密閉墻的過程中,留出一定斷面積的通風口,保證供給的風量使火區內瓦斯不超限聚積,當砌墻工作完成時,在礦救災指揮部的統一指揮下,按約定的時間同時將進回風側密閉墻上的通風口迅速封閉,立即撤出人員。由于這種方法能很快封閉火區,切斷供氧,火區瓦斯也不容易達到爆炸界限,能保證作業人員的安全,所以它是瓦斯礦井封閉火區最常用的封閉順序。