一、煤礦井下硐室火災風險特性
煤礦井下硐室作為安置重要機電設備的專用空間,其火災風險特性顯著區別于普通巷道。機電硐室、變電所、泵房等場所通常包含變壓器、開關柜、電纜等大量電氣設備,這些設備長期運行易產生過熱、電弧,成為火災隱患。同時,井下環境空間封閉狹窄、通風條件受限,一旦發生火災,高溫煙霧難以擴散,火勢會迅速蔓延,給人員疏散和火災撲救帶來極大挑戰。
煤礦井下硐室火災的成因復雜多樣,主要可分為電氣設備過載、電纜絕緣老化、機械設備摩擦過熱及易燃材料引燃等類型。這些火災往往發展迅速,特別是在硐室內存在可燃物(如電纜絕緣層、液壓油等)的情況下,火災負荷較大。值得注意的是,井下硐室火災通常起源于隱蔽火源,初始階段不易察覺,但一旦蔓延,易引發連鎖反應,甚至觸發瓦斯爆炸等二次災害,造成災難性后果。
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二、自動滅火系統設計原則與規范
1. 安全合規性原則
系統必須通過MA/KA認證,符合《煤礦安全規程》《煤礦防滅火細則》等標準,具備防爆、耐腐蝕特性,適應井下高瓦斯、高粉塵環境。所有組件均需具有礦用產品安全標志,以滿足井下防爆、防護等特殊要求。
2. 精準監測預警原則
采用多維度探測技術,包括線型感溫光纖、煙霧傳感器、火焰探測器(紫外/紅外)等,實時監測溫度、煙霧濃度、火焰光譜等參數,實現早期分級預警。通過AI算法輔助,降低誤報率,如區分設備過熱與真實火情。
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3. 高效滅火執行原則
根據火災類型(電氣火災、油類火災等)選用全氟己酮、超細干粉、水基等環保型滅火劑。系統從探測到滅火劑釋放時間應≤5秒,通過管網或探火管精準覆蓋火源,抑制火勢蔓延。
三、系統關鍵技術與選型
1. 智能探測技術
- 線型感溫光纖:響應時間<5秒,可穿透配電柜、礦車發動機艙等復雜結構,靈敏度達±1℃
- 紅外/紫外火焰探測器:穿透粉塵干擾,識別火點位置精度±25m
- 氫氣傳感器:針對充電硐室,檢測氫氣濃度(爆炸下限4%)
- 多傳感器融合:采用"與"邏輯確認火災,避免誤噴,降低誤報率
2. 高效滅火系統選型
- 全氟己酮氣體滅火系統:
- 技術優勢:物理降溫(汽化吸熱)與化學抑制(阻斷燃燒鏈)雙重作用,無殘留且絕緣性強(≥5kV)
- 適用場景:電氣設備及鋰電池火災,特別適合變壓器、開關柜等精密電氣設備
- 應用案例:某煤礦充電硐室部署后,成功撲滅鋰電池熱失控火災,響應時間8秒,設備零損壞
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- 超細干粉自動滅火系統:
- 技術優勢:穿透設備間隙,適用于油類、固體火災,90%粒徑<20μm
- 適用場景:礦用車輛發動機艙、液壓系統等部位的防護
- 應用案例:某煤礦機電硐室劃分4個防護區,每區配備60kg超細干粉裝置,成功撲滅變壓器過熱火災
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- 高壓細水霧滅火系統:
- 技術優勢:用水量僅為傳統噴水系統的10%,有效減少水漬損失和對電氣設備的損害
- 適用場景:電纜隧道和輸送帶區域,兼具冷卻與窒息雙重滅火機制
四、典型應用場景與案例分析
1. 機電硐室全氟己酮滅火系統應用
趙家梁煤礦中央變電所案例展示了全氟己酮系統的卓越性能:
- 系統設計:布置4個煙霧探測器和4個火焰探測器,安裝間距7.5m
- 滅火裝置:采用16個懸掛式滅火器,單個容量30kg,延時繼電器間隔0.05s
- 運行效果:系統投運后成功撲滅2起電氣初期火災,避免了重大損失,滅火劑釋放后無殘留,不影響設備正常運行
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2. 鋰電池充電硐室綜合防滅火系統
運河煤礦創客中心針對單軌吊充電硐室建設的綜合防滅火系統:
- 采用多傳感器融合技術:實時監測溫度、煙霧和火焰信號
- 滅火機制:全氟己酮滅火劑以全淹沒方式釋放,30秒內撲滅初期火災
- 智能功能:地面人員可實時查看設備狀態和歷史數據,系統內置AI算法能根據環境變化動態調整預警閾值,減少誤報
3. 皮帶輸送機系統滅火應用
檸條塔礦業在膠運巷安裝的自動滅火系統:
- 覆蓋范圍:防滅火區域全長7200米
- 監測技術:通過測溫光纖實時監測主運輸皮帶沿線溫度
- 分區控制:將長距離輸送帶劃分為若干防護區,每個區域設置獨立的探測和滅火單元
- 成效:有效降低了人工巡檢時間及人力成本,火災響應效率提升70%
煤礦防滅火井下硐室自動滅火系統通過精準探測、智能決策與環保滅火技術的深度融合,已從傳統的"事后滅火"轉變為"事前預防、事中快速響應"的智能化防控體系。未來,隨著AI、物聯網與綠色技術的進一步發展,系統將更加智能、經濟、環保,為煤礦安全生產提供更可靠的保障,助力礦山行業實現本質安全與可持續轉型。
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