熱氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、2010年第7期煤炭工程熱氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用黃君來(lái)(中煤國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究總院(北京華宇工程有限公司)，北京1~120)摘要：簡(jiǎn)述了熱氣溶膠滅火劑的發(fā)展經(jīng)歷，闡述了熱氣溶膠滅火劑的滅火機(jī)理、分類，并對(duì)幾種常用氣體滅火劑的滅火性能指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比，系統(tǒng)地描述了熱氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)適用范圍、構(gòu)成、控制方式及滅火劑設(shè)計(jì)用量的計(jì)算等，指出了熱氣溶膠滅火技術(shù)在煤礦中應(yīng)用的前景。關(guān)鍵詞：熱氣溶膠滅火劑；熱氣溶膠滅火發(fā)生劑；滅火機(jī)理；熱

2、氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)中圖分類號(hào)：TD75文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1671—0959(2010)O7_()O13_《)3熱氣溶膠滅火劑作為一種氣體滅火技術(shù)起步較晚，它始于20世紀(jì)60年代，是由我國(guó)消防科研人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐摸索，研制開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的哈龍?zhí)娲a(chǎn)品，其具有滅火效率高、環(huán)保、維護(hù)管理簡(jiǎn)單、綜合費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。目前在信息行業(yè)的通信基站、數(shù)據(jù)交換機(jī)房、通信機(jī)房，在電力行業(yè)的電纜廊道、電纜溝以及重要變電、開(kāi)關(guān)設(shè)備、控制設(shè)備場(chǎng)所等得

3、以廣泛應(yīng)用。1熱氣溶膠滅火劑11熱氣溶膠滅火劑的滅火機(jī)理熱氣溶膠滅火劑是由熱氣溶膠滅火發(fā)生劑經(jīng)過(guò)氧化還原反應(yīng)而生成的一種具有滅火性質(zhì)的氣溶膠體，其滅火機(jī)理為冷卻降溫和化學(xué)抑制燃燒。一方面氣溶膠中的高度分散而細(xì)小的固體微粒在火場(chǎng)中易于熱熔、氣化、分解，從而吸收了火場(chǎng)的熱量，使火場(chǎng)得以冷卻降溫抑制火災(zāi)的發(fā)生；另一方面固體微粒對(duì)活性燃燒自由基的高效吸收與中和，消耗掉了大量的活性燃燒自由基，使燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中斷，抑制了燃燒的發(fā)生，起到化學(xué)抑制作用

4、。熱氣溶膠滅火發(fā)生劑一般是由氧化劑、還原劑、粘合劑，燃速調(diào)節(jié)劑等物質(zhì)構(gòu)成的固體混合藥劑。該固體混合藥劑在啟動(dòng)電流或熱引發(fā)下，經(jīng)過(guò)燃燒反應(yīng)，生成了以固體微粒為分散質(zhì)，以氣體為分散介質(zhì)具有滅火性質(zhì)的膠體體系，即熱氣溶膠。其固體微粒的主要成分是金屬氧化物、碳酸鹽等，約占組成的40％，氣體主要成分是N，、CO，和水，疏干降壓，在采掘前將危險(xiǎn)水源排出，降低含水層或老空區(qū)的水壓，減少發(fā)生突水的可能性J。4結(jié)語(yǔ)深部開(kāi)采問(wèn)題是河南省當(dāng)前和今后面臨的重要

5、問(wèn)題，影響河南省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，須加以重視。該問(wèn)題的解決，既要充分重視、發(fā)展現(xiàn)有的研究成果，發(fā)揮現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)，同時(shí)要學(xué)習(xí)和發(fā)展新的理論，引入新的思維和研究方法，加大科技創(chuàng)新力度，吸收和消化國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，采用先進(jìn)的技術(shù)裝備，不斷改進(jìn)和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，從而實(shí)現(xiàn)深部礦井安全、高效、低成本開(kāi)采。參考文獻(xiàn)：[1]魏錦平，李化敏，等河南省煤炭深部開(kāi)采展望[c]2006年促進(jìn)中部崛起專家論壇文集，2006[2]侯瑋，等深部開(kāi)采沖擊地壓發(fā)生條件及預(yù)

6、測(cè)和防治[J]河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，2(6)：65～69朱劉娟，等煤礦深部開(kāi)采存在的問(wèn)題及對(duì)策探討[J]煤炭技術(shù)，2007，6(6)：146—148謝和平21世紀(jì)高新技術(shù)與我國(guó)礦業(yè)的發(fā)展與展望[J]中國(guó)礦業(yè)，2002，11(1)：15～22李化敏，付凱煤礦深部開(kāi)采面l臨的主要技術(shù)問(wèn)題及對(duì)策[J]采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2006，4(12)：468～451張華，等深部巖巷穩(wěn)定性控制方法及實(shí)例研究[J]巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，(9)

7、陳炎光，陸士良中國(guó)煤礦巷道圍巖控制[M]徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1994劉錫明，等淺談煤礦高溫?zé)岷Ψ乐渭夹g(shù)[J]煤，2009，8(13)：35～39李金凱礦井巖溶水防治[M]北京：煤炭工業(yè)出版社，1990(責(zé)任編輯李澤荃)收稿日期：2010—03—04作者簡(jiǎn)介：黃君來(lái)(1965一)，男，陜西咸陽(yáng)人，高級(jí)工程師，注冊(cè)設(shè)備工程師，注冊(cè)監(jiān)理工程師，現(xiàn)在中煤國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究總院(北京華宇工程有限公司)從事給排水設(shè)計(jì)工作。13]jI]_寸l20

8、10年第7期煤炭工程熱氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)的控制方式須同時(shí)設(shè)置自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種啟動(dòng)方式，并應(yīng)能實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)人員進(jìn)入防護(hù)區(qū)時(shí)，可將滅火系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為手動(dòng)控制方式，當(dāng)人員離開(kāi)時(shí)，能恢復(fù)為自動(dòng)控制方式，并且防護(hù)區(qū)內(nèi)外應(yīng)設(shè)有手動(dòng)、自動(dòng)控制狀態(tài)的顯示裝置。對(duì)設(shè)有消防控制中心的場(chǎng)所，防護(hù)區(qū)內(nèi)的滅火信息、滅火動(dòng)作、手動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換及設(shè)備故障等信息均應(yīng)能傳送至消防監(jiān)控中心。熱氣溶膠預(yù)制滅火裝置系統(tǒng)示意圖如圖1所示。7，AC22Ov消防電源圖1熱氣溶膠

9、預(yù)制滅火裝置系統(tǒng)212熱氣溶膠滅火劑設(shè)計(jì)用量的計(jì)算對(duì)于不同類型的火災(zāi)，由于其燃燒的性能和撲滅的難易程度不同，其所需的滅火劑用量也不同，因此熱氣溶膠滅火劑用量需根據(jù)火災(zāi)類型選取相應(yīng)的滅火設(shè)計(jì)密度進(jìn)行計(jì)算。由于滅火劑在較大防護(hù)區(qū)內(nèi)存在擴(kuò)散速度較慢的問(wèn)題，除了合理布置滅火裝置外，需根據(jù)防護(hù)區(qū)的容積大小適當(dāng)增加滅火劑濃度以確保滅火效果，因此需根據(jù)容積的大小進(jìn)行一定的修正。熱氣溶膠滅火劑設(shè)計(jì)用量的計(jì)算公式如下：W=C2KV式中一滅火設(shè)計(jì)用量，kg

10、；——滅火設(shè)計(jì)密度，ks／m，固體表面火災(zāi)C2≥013kg／m、通信機(jī)房和電子計(jì)算機(jī)房等場(chǎng)所的電器設(shè)備火災(zāi)C：≥013kg／m、電纜隧道(夾層、井)及自備發(fā)電機(jī)房火災(zāi)G2≥014ks／m；防護(hù)區(qū)凈容積，m；——容積修正系數(shù)，當(dāng)V500m，K=10、500m≤V1000m，K=11、V≥1000m，K=12。22使用要求221防護(hù)區(qū)的要求1)防護(hù)區(qū)宜按單個(gè)封閉空間劃分，同一區(qū)間的吊頂層和地板下需同時(shí)保護(hù)時(shí)，可合為一個(gè)防護(hù)區(qū)，一個(gè)防護(hù)區(qū)的面

11、積不宜大于500m，容積不宜大于1600m，高度不宜大于6Om。2)防護(hù)區(qū)的環(huán)境溫度為一20～55％，環(huán)境相對(duì)濕度不大于90％；3)防護(hù)區(qū)應(yīng)保證一定的密封性，防護(hù)區(qū)內(nèi)不宜開(kāi)口，防護(hù)區(qū)的門(mén)應(yīng)向疏散方向開(kāi)啟，并能自動(dòng)關(guān)閉，在任何情況下均應(yīng)能從防護(hù)區(qū)內(nèi)打開(kāi)；4)地下防護(hù)區(qū)和無(wú)窗或固定窗戶的防護(hù)區(qū)應(yīng)設(shè)置機(jī)械排風(fēng)裝置。222其他要求1)在滅火系統(tǒng)啟動(dòng)前，防護(hù)區(qū)的通風(fēng)、換氣設(shè)施應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉；2)防護(hù)區(qū)內(nèi)的氣溶膠滅火裝置應(yīng)均勻分散布置，以便氣溶膠滅火劑

12、能在瞬時(shí)間內(nèi)以一定的設(shè)計(jì)滅火劑濃度充滿防護(hù)區(qū)；3)單臺(tái)熱氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)裝置的保護(hù)容積不應(yīng)大于160m，設(shè)置多臺(tái)裝置時(shí)，其相互間距離不得大于lOm，滅火系統(tǒng)裝置的噴日宜高于防護(hù)區(qū)地面2Om；4)防護(hù)區(qū)內(nèi)應(yīng)有能在延時(shí)30s內(nèi)使該區(qū)人員疏散完畢的通道與出口，在疏散走到與出口處，應(yīng)設(shè)火災(zāi)事故照明和疏散指示標(biāo)志；5)滅火裝置噴口前1Om內(nèi)，裝置的背面、側(cè)面、頂部02m內(nèi)不應(yīng)設(shè)置或存放設(shè)備、器具等。3結(jié)語(yǔ)綜上所述，熱氣溶膠滅火技術(shù)無(wú)論從環(huán)保、滅

13、火機(jī)理、工程造價(jià)、安全可靠性，還是維護(hù)管理角度來(lái)看，完全適用于煤礦地面供配電設(shè)施的防滅火，但是否適用于井下尚需進(jìn)一步探討，因井下環(huán)境條件較為復(fù)雜，在此不再贅述。由于當(dāng)前煤炭行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，該滅火技術(shù)在礦井中應(yīng)用還處于較低的水平。近年來(lái)隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，煤礦現(xiàn)代化水平也得到大幅提高，礦井的井型規(guī)模越來(lái)越大，礦井的自動(dòng)化水平以及供電保證率越來(lái)越高。如何防止供配電設(shè)施火災(zāi)的發(fā)生，確保礦井的安全供電顯得尤為重要。今后隨著我國(guó)煤礦